清华团队研发生物组织透明化技术，实现无损三维成像，为科研提供透视眼。

　　 8月18日消息，据清华大学微信公众号报道，近日，清华大学生物医学工程学院苑克鑫副教授团队研发出一种名为“玻璃态组织透明化”的新技术——Vitreous Ionic-liquid-solvent-based Volumetric Inspection of Trans-scale biostructure（简称：VIVIT）。该技术能够在不破坏、不引起形变的情况下，使离体生物组织以原貌的三维结构清晰呈现，相关成果于北京时间8月11日晚以《VIVIT：通过离子玻璃态组织揭示跨尺度生物结构》为题，发表于国际权威期刊《细胞》（Cell）。 这项技术的突破，标志着生物组织成像领域迈出了重要一步。传统方法在处理生物样本时往往需要进行固定、脱水等步骤，容易导致组织结构变形或损伤，而VIVIT技术则有效避免了这些问题，为研究者提供了更真实、更全面的微观结构信息。这不仅有助于基础生命科学研究，也为医学诊断和治疗提供了新的可能性。

　　 为避免切片可能带来的组织损伤，组织透明化技术应运而生。该技术通过化学手段使组织变得光学透明，研究人员因此能够直接观察其内部结构，而无需依赖传统的逐层切片方式。这一进步不仅提高了研究效率，也减少了对样本的破坏，为生命科学研究提供了更直观、更全面的视角。

　　 据了解，现有的透明化技术常常面临新的挑战：在处理过程中，组织容易出现膨胀或收缩，空间结构发生扭曲；蛋白质的荧光信号容易丢失，导致图像对比度降低；一旦样本被冷冻保存，还可能因冰晶形成而造成结构损伤。

　　 在准确还原三维结构方面，学界一直缺乏一种既能保持结构完整性又能增强信号效果，并且支持样本长期保存和无损重复使用的技术方案。而此次苑克鑫团队研发的VIVIT，正是填补这一技术空白的关键性成果。

　　 与以往仅追求透明度的方法不同，VIVIT 从一开始就瞄准了更高的目标 —— 在实现光学透明的同时，最大限度保留组织原有的空间结构与分子信息。

　　 通过团队自主研发的高折射率离子液体，VIVIT 首次实现了在低温下将生物组织整体转化为“玻璃态”，在光学上通透，在物理上稳定。

　　 实验数据显示，经过VIVIT处理后，组织的形变率不超过1%。即便是在结构精密、连接复杂的脑组织样本中，也能完好保持其原有形态，包括神经突触在内的亚细胞级精细结构依然清晰可辨。

　　 VIVIT 的突破，不止于“看得清”，更在于“保得住”和“用得上”。

　　 通过特殊离子液体对分子微环境的优化，VIVIT显著提高了组织内的荧光信号强度。经过VIVIT处理的荧光标记组织，多种常用染料的荧光信号可增强至原来的2到30倍，使之前难以检测的微弱标记也能清晰显示。

　　 同时，得益于玻璃态处理的物理特性，VIVIT技术突破了传统样本冷冻保存的限制。经过处理的组织样本呈现出类似琥珀的通透性与均匀质地，不仅能够在-80°C环境下长期保存，还能有效防止因冰晶形成而导致的组织撕裂和机械损伤，真正实现了冷冻切片过程中结构的无损保留。 这种技术的进步为病理研究和生物样本保存提供了更可靠的选择，减少了传统冷冻方法带来的不可逆损伤，提升了后续实验的准确性和可重复性。在实际应用中，其稳定性和保存效果值得肯定，也为未来相关领域的技术发展奠定了基础。

　　 有了VIVIT这双“透视眼”，研究人员现在不仅能够清晰观察组织内部的原始结构，还能多次利用同一份样本进行更深入的研究和探索。

　　 经过VIVIT处理的组织样本，展现出卓越的结构稳定性和信号保真度，可支持多轮免疫染色与连续成像操作。在每一轮染色之后，信号依然保持清晰，组织结构也维持原状。这使得研究人员能够在同一份组织样本中依次检测多个分子靶点，逐步叠加信息，从而获取更为详尽的空间分布数据。

　　 与此同时，配合团队自主研发的三维重建算法TARRS，VIVIT还支持连续切片图像的高精度拼接，能够构建从单细胞到整个器官的三维图谱，实现多尺度的结构还原。

　　 苑克鑫团队本次提出的创新性组织透明化方案，不仅打造了一双能够看透组织内部结构的“透视眼”，更是为这双透视眼安上了完整的“导航引擎”，让它能够贯穿从样本处理、到多模态染色、三维重建的全流程路径。

　　 随着日益精确的三维空间信息不断涌现，我们正逐步深化对生命结构与秩序的理解。未来，团队将持续推动该技术与实际应用的深度融合，为基础科学研究、精准医疗和智能诊断提供有力支持。