相干拉曼助力Trends Plant Sci：无标记破解植物细胞壁动态解析难题

植物细胞壁是维持细胞形态、支撑植株生长的关键结构，更是决定木质纤维利用、生物质能源转化效率与作物抗逆能力的核心物质基础。其由纤维素、果胶、木质素等交织而成，不同成长阶段、不同细胞类型的化学组成与空间分布极具动态性与异质性。长期以来，空间分辨率与化学特异性无法兼顾，让细胞壁原位、动态、高通量解析成为植物科学领域的核心技术瓶颈。

近日，北京林业大学林金星团队在国际植物科学顶刊《Trends in Plant Science》发表技术前沿综述，提出共聚焦拉曼显微（CRM）+受激拉曼散射（SRS）融合成像策略，构建植物细胞壁多维解析新框架，突破传统染色与单一成像的静态局限，推动植物研究从 “看结构” 向 “读化学” 的范式升级。

拉曼双剑合璧，攻克细胞壁解析三大痛点

传统成像依赖染色与静态观察，无法精准解析细胞壁动态组分。研究团队创新融合共聚焦拉曼 (CRM)与受激拉曼散射 (SRS)两大技术。CRM 获取完整 “指纹谱” 识别未知聚合物，SRS 实现视频级快速成像。结合PCA+K-means智能算法自动解混光谱，在单细胞尺度精准揭示细胞壁空间异质性与动态装配规律。

无标记追踪木质素动态转变，验证技术硬核实力

研究团队以蓖麻种皮为模型，通过SRS受激拉曼散射成像技术，在无外源荧光标记、无损伤条件下，以亚微米分辨率实时捕捉木质素成分由愈创木基（G-lignin）向儿茶酚型（C-lignin）的大规模转变过程，实现细胞壁动态化学过程的原位、定量、可视化观测，以二维核磁共振技术进行成分验证，进一步夯实结论可靠性。

从静态结构到动态化学，重塑植物表型研究

该研究整合高分辨成像、高通量检测与智能解析，完成从静态到动态追踪、从单一结构到多维化学、从人工分析到智能解译。技术体系深度赋能植物抗逆、生物质优化、分子育种等核心领域，在植物科学与材料科学交叉领域释放巨大应用潜力。

UltraView 多模态系统，让拉曼前沿触手可及

相干拉曼成像是植物细胞壁无标记、高分辨、动态解析的核心利器。振电科技UltraView多模态非线性光学显微成像系统，深度整合SRS受激拉曼、双光子荧光、二次谐波，完美匹配植物细胞壁研究需求：

无标记化学成像

无需染色、无需荧光标记，利用分子固有振动信号实现化学特异性识别，可清晰区分纤维素、木质素、果胶等细胞壁关键组分，最大程度保留植物样本的原生生理状态。

动态高通量成像

依托SRS受激拉曼高速成像能力，实现视频级速率的动态观测，可实时追踪细胞壁发育、组装、重塑等快速生命过程，同时满足大尺度样本高通量筛选需求，大幅提升研究效率。

深层高分辨穿透

采用近红外飞秒激光激发，具备优异的组织穿透能力，可对植物根、茎、种皮等厚组织进行无标记三维成像，实现亚微米级高分辨原位观测，完整呈现细胞壁空间结构与异质性。

多场景兼容，重塑科研边界

兼具深层穿透与光学切片能力，从亚细胞结构到植物厚组织，均可稳定高分辨成像。智能化设计让普通实验室无需复杂调试，助力科研工作者突破技术瓶颈，产出更多顶刊级成果。

本次《Trends in Plant Science》的前沿成果充分表明，拉曼成像是植物细胞壁无标记、高分辨、动态解析的关键支撑技术。随着相干拉曼技术的不断普及，这一前沿方法正从植物科学延伸至生物医学、材料科学等更多领域，为各领域科研工作者提供精准、高效的观测手段，持续推动生命科学研究向前发展。

文献来源：Cui, Y.-N., Zhang, X., Wang, S.-Z., Wu, W.-Q., & Lin, J.-X. (2026). Beyond static structure: high-throughput chemical cartography of dynamic cell wall assembly. Trends in Plant Science, https://doi.org/10.1016/j.tplants.2026.02.012