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|5种看见病毒的方法


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病毒通常被称为“看不见的敌人” ， 我们无法用肉眼看见它们 ， 甚至在标准光学显微镜下也无法看见它们 。 在这种情况下 ， 研究人员要如何才能知晓它们的存在？了解它们的特征与样貌呢？
一些生物化学方法会通过寻找病毒的遗传物质来确认病毒的存在 ， 比如现在用来确认是否感染了SARS-CoV-2（COVID-19的致病病毒）所使用的就是这种方法 。 但除此之外 ， 生物学家和医学家在实验室中还有很多种不同的方法可用来“看见”病毒 。
要了解这些方法 ， 我们首先需要了解 ， 病毒究竟有多小 。 大多数细胞的直径约为100微米 ， 也就是0.1毫米左右；而病毒的大小约是这个数字的1/1000 ， 平均大约为150纳米（0.00015毫米） 。
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光学显微镜
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在标准光学显微镜下（10倍放大） ， 健康的人体肺细胞（左）与被病毒感染的细胞之间的区别 。 | 图片来源：Grace C Roberts
标准的光学显微镜足以让我们能清楚地看到细胞 。 然而 ， 由于受到光本身的限制 ， 光学显微镜并不能用于观察病毒 ， 因为它无法显示任何小于可见光波长一半的事物 ， 而病毒的大小显然比这要小得多 。
尽管无法直接看到病毒 ， 但通过光学显微镜 ， 我们可以看到病毒对细胞造成的破坏 。 这种现象被称为致细胞病变效应 ， 通过将受感染的和未受感染的细胞进行对比 ， 就可以检测到病毒的存在 。
根据光学显微镜对SARS-CoV-2的初步研究来看 ， SARS-CoV-2能将受感染的细胞融合在一起 ， 形成合胞体——这是一种含有多个细胞核的大细胞 。 此前 ， 其他几种呼吸道病毒也曾表现出过这样的现象 。
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免疫荧光法
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免疫荧光图像显示肺毛发（粉色）、肺细胞核（蓝色）和病毒颗粒（绿色） 。 | 图片来源：Grace C Roberts
用荧光分子来标记病毒 ， 是一种使病毒可视化的间接方法 。 当病毒吸收特定的辐射时 ， 就会发出荧光 。 我们甚至可以用不同的颜色来标记多个对象 ， 比如病毒和细胞成分 ， 这样一来我们就能同时追踪多个部分 。
接着 ， 研究人员就能通过检测标记物所发出的荧光 ， 来追踪病毒进入细胞的位置 ， 以及它们会与什么样的细胞结构相互作用 。 这种方法能让研究人员了解诸如药物会如何影响病毒的复制 ， 以及不同的毒株具有如何不同的行为等问题 。
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超分辨率显微术
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在普通的高分辨率荧光显微镜（左）和经过了超分辨率处理（右）的骨癌细胞核图像 。 | 图片来源：Christoph Cremer/Wikimedia Commons
近年来 ， 在荧光显微镜领域的一些新的进展导致了超分辨率显微术的发展 ， 这种技术通过将物理学和计算方法相结合 ， 产生了清晰到可以揭示细胞中的详尽结构的图像 。
使用这种病毒学技术可以更准确地确定受感染细胞的区域 。 例如 ， 它可以精确地显示病毒在细胞内的位置 ， 以及用于复制病毒的是细胞中的哪些特定部分 。
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