细胞生命现象分析和研究的光学方法与手段

未来生物学发展的一个重要方向是系统生物学研究，其根本目的是从系统角度深入理解包括细胞增殖、分化、凋亡在内的重大生命过程．系统生物学研究的基本内容是高通量获取从一维的基因到多维的蛋白质信息，并通过系统整合所获得的信息而最终重构出细胞生命如何建立、执行或取消一种生物功能的基本图像，其中蛋白质信息包括蛋白质的数量和空间分布、蛋白质之间的相互作用、蛋白质在细胞生命活动中发生的变化等．随着基因组时代的基本结束，研究者已经开始从原来关注静态的“密码”转向了研究动态的“功能”．这将要求来自物理或化学的新技术应用到生物学以收集细胞动态信息．需要在活细胞水平上进行的研究至少包括两类：一类是对活细胞群体进行快速无损的功能检测，主要服务于临床快速诊断、药物筛选和某些细胞功能分析；另一类则是针对单细胞进行的亚细胞结构和大分子的动态功能表征分析．光学技术是研究活细胞功能的主流研究方法，具有无损、高特异性、高灵敏、高空间分辨、高时间分辨和实时动态等优势．主要介绍用于活细胞功能分析的光学方法与手段及其发展现状与趋势．