細胞膜作為細胞與外界環境的關鍵屏障，其結構特性一直是生命科學領域的重要研究對象。美國科研團隊近日取得突破性進展，開發出一種可在活體細胞中直接測量膜厚度的新技術，為解析細胞器功能機制提供了全新視角。相關研究成果已發表于國際權威期刊《細胞生物學雜志》。

這種由脂質雙分子層與膜蛋白構成的生物膜，厚度僅有幾納米級別，卻承擔著物質運輸、信號傳導等核心生命活動。傳統研究主要依賴人工構建的模擬膜系統，但這類簡化模型無法還原細胞內復雜的蛋白質網絡和動態環境，導致測量結果與真實生理狀態存在顯著差異。如何突破技術瓶頸，在完整細胞中實現原位測量，成為困擾學界多年的難題。

研究團隊創新性地將表面形態計量學與高分辨率成像技術相結合，開發出新型圖像分析算法。該技術通過捕捉細胞膜的三維結構信息，能夠精確識別不同細胞器、不同區域乃至不同曲率下的膜厚度差異。實驗數據顯示，新方法的測量精度達到亞納米級別，可清晰呈現細胞膜的動態變化過程。

在動物細胞和酵母細胞的實驗中，科研人員發現了多個顛覆傳統認知的現象。線粒體作為細胞的能量工廠，其外膜厚度顯著低于內膜，這種結構差異可能與脂質代謝和功能分工密切相關。更令人驚訝的是，哺乳動物線粒體內膜的褶皺區域（嵴）厚度明顯高于平坦區域，暗示高曲率區域可能存在特殊的蛋白富集現象或生物物理調控機制。

該研究還證實，細胞膜并非簡單的靜態屏障，而是與膜蛋白、細胞骨架形成動態互動系統。膜厚度的細微變化會直接影響蛋白質定位和物質運輸效率，進而調控細胞器的功能狀態。這項突破為理解細胞內部協同運作機制提供了重要依據，特別是在解析線粒體功能障礙相關疾病方面具有潛在應用價值。

科研人員指出，新技術的開發標志著細胞生物學研究進入精準測量時代。通過量化細胞膜的結構參數，可以更深入地探究細胞器形態與功能的關系，為開發針對膜相關疾病的新型治療策略提供理論支持。目前，研究團隊正在優化技術流程，計劃將其應用于更多類型的細胞研究。