生物組織的三維特性使得生命科學(xué)的研究，如腦部神經(jīng)投射、血管分布以及腫瘤微環(huán)境等，都需基于3D空間信息而進(jìn)行；但由于不透明大組織對(duì)光的散射和吸收，想要對(duì)大組織3D成像是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

組織透明化技術(shù)就是把組織內(nèi)各細(xì)胞成分變成折射系數(shù)一致或近乎一致，使組織透明，減少對(duì)光的散射和吸收。

常見的組織透明化方法

1、疏水透明化方法（油性透明化方法）

3DISCO、iDISCO、uDISCO、 vDISCO, etc.

優(yōu)點(diǎn)：速度快、組織硬、易于操作。

缺點(diǎn)：刺激性強(qiáng)、組織收縮、熒光易淬滅。

2、親水透明化方法（水性透明化方法）

Scale、SeeDB、CUBIC、CUBIC-X, etc.

優(yōu)點(diǎn)：生物相容性好、操作安全。

缺點(diǎn)：組織膨大、速度慢。

3、水凝膠包埋透明化方法

CLARITY、PACT、SWITCH、MAP，etc.

優(yōu)點(diǎn)：DNA/RNA/熒光基團(tuán)保護(hù)性好、可兼容多輪熒光染色標(biāo)記。

缺點(diǎn)：組織膨大、速度慢、需要設(shè)備。

CLARITY在2013年曾入選Science雜志的“十大突破”之一技術(shù)，它的巧妙之處在于其用水凝膠的方法原位固定了整個(gè)組織，然后用電泳除去脂質(zhì)，讓大腦變得“透明”進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維成像，此技術(shù)改變了研究者看待和研究大腦這個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜器官的方式。

SHIELD透明化方法

麻省理工Dr.Kwanghun Chung（CLARITY方法的第一作者）課題組一直嘗試對(duì)CLARITY方法進(jìn)行改進(jìn)，2018年Dr.Chung課題組又添新方法SHIELD。

SHIELD幾乎是從源頭上對(duì)CLARITY進(jìn)行了改進(jìn)，作者從蛋白質(zhì)構(gòu)象保護(hù)出發(fā)，從上百種化學(xué)試劑中篩選出了P3PE，摒棄了丙烯酰胺凝膠包埋的步驟，固定完的樣品無需包埋，可直接進(jìn)行SDS透明化。

SHIELD優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、SHIELD在組織熒光保護(hù)、RNA結(jié)構(gòu)保護(hù)、以及降低自發(fā)熒光等方面表現(xiàn)出非常優(yōu)異的性能。

2、SHIELD保護(hù)組織結(jié)構(gòu)免受物理和化學(xué)壓力,保留了熒光信號(hào)形態(tài)和強(qiáng)度。

3、SHIELD維持了組織的機(jī)械強(qiáng)度。