NPL 的科学家与 Diamond Light Source 合作发表了一项研究，表明人类细胞的化学变化如何根据细胞外生态位的结构而变化，是细胞反应和发育途径的主要决定因素。该论文发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

研究小组绘制了人体细胞的化学图谱

人体通过将“空白”细胞(称为干细胞)专门化为根据其环境组织成​​组织的原代细胞来进行更新。环境是由细胞外基质或支架创造的，细胞在其上构建组织和器官。

细胞对这些基质的反应提供了对于基于细胞的诊断和治疗的开发至关重要的性能指标。一些重要的指标是通过显微镜和生物测定获得的，然而，这些方法无法捕获细胞的化学成分及其在不同细胞-基质界面上的变化。

这一缺点继续阻碍医疗保健和技术创新的进步，因为化学是负责组织生长和修复的细胞过程的直接反映。

NPL 的科学家们着手通过记录在天然和合成基质上生长的人类原代细胞和干细胞的红外图谱来解决这一差距。

红外光谱几乎可以获取细胞中所有可用的化学信息，但无法区分细胞与其基质或识别同一细胞的不同部分。因此，需要一种涉及使用光学和原子力显微镜提供的物理成像来引导化学光谱的相关方法。

为了实现这一目标，NPL 与 Diamond Light Source 的光束线科学家、谢菲尔德和伦敦学院的生物学家以及剑桥的数据专家合作。他们共同开发了一种光谱成像方法，不仅使他们能够获得单个细胞的化学图谱，而且还可以交叉比较它们的化学特征，以响应表现出不同物理性质的基质。

他们的研究还证明了相关测量在解释 2D 细胞-基质界面的细胞行为方面的效率，以及开发类似和更先进的方法来测量 3D 细胞-基质界面的必要性，为影响医疗保健开辟了一条道路以及人体组织再生的解决方案。

NPL 研究员 Max Ryadnov 表示：“这项研究是一项令人兴奋的合作，它为我们提供了重要的见解，让我们了解人类细胞的化学组成如何与支持细胞生长和发育的分子支架的物理变化相关联。这项研究还告知我们下一步的发展重点是生物系统的相关测量。”