Микроскопия высокого разрешения становится коммерчески-доступной и дает более четкое изображение
 Сравнение изображений, полученных конфокальным микроскопом и новой техникой, предложенной немецкими учеными. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Чаще всего мы пишем о принципиально новых разработках, не имеющих аналогов в мире. Но путь таких разработок от лаборатории до реальных (массовых) практических реализаций долог и сложен. Даже в научном мире находят применение далеко не все разработки. Различные техники микроскопии на фоне других открытий, пожалуй, быстрее всего находят реальное применение.
Оптическая микроскопия – предпочтительный метод исследования во многих областях, например, в биологии, где ученым необходимо контролировать и изучать живые клетки в их естественной среде. Но у оптической микроскопии есть одно существенное ограничение: она не может нормально отображать объекты, размером менее 200 нм, т.е. менее так называемого дифракционного предела.
Около 10 лет назад в этой области произошел значительный прорыв, когда ученые из Max Planck Institute for Biophysical Chemistry (Германия) предложили технику STED-микроскопии. Техника подразумевает использование флуоресцентной микроскопии при условии, что исследуемая молекула «подсвечена» специальным красителем, который при освещении от внешнего источника испускает свет определенной частоты. Результирующее изображение наблюдается через конфокальный микроскоп, в котором для получения света от образца используется очень малое отверстие (так наблюдатель может видеть лишь малую часть образца; для получения полной картины образец сдвигается – так формируется несколько изображений, которые впоследствии складываются в одно).
Как правило, изображение формируется из элементарных световых пятен, минимальный размер которых не может быть меньше дифракционного предела. Но ученые тогда придумали способ уменьшения эффективной ширины светового пятна при помощи вторичного облучения лазерным лучом определенной частоты. Техника позволяет достичь пространственного разрешения в 50 – 70 нм.
Спустя почти десятилетие, Leica интегрирует новую технику в свои коммерческие микроскопы. Для коммерческого применения та же группа ученых нашла способ улучшить методику, что позволит создавать еще более четкие изображения. Традиционно исследования с помощью STED производятся в непрерывном режиме. Но измерения показали, что картинка, полученная спустя несколько наносекунд после первичной съемки, размыта из-за запаздывающего влияния областей образца, окружающих исследуемых фрагмент. Чтобы обойти эту проблему, ученые разработали новый вариант STED-микроскопии – закрытый STED (или g-STED), исключающий влияние этого света и позволяющий достичь разрешения в 50 нм.
Предложенная модификация существенно повысила четкость изображения. Еще одно преимущество новой разработки заключается в том, что четкие картинки могут быть получены с помощью гораздо меньшего света, соответственно, гораздо быстрее. Это означает, что техника позволит исследовать движущиеся биологические клетки, и они не будут повреждены во время облучения.
По мнению ученых, новая разработка, фактически, убрала единственное препятствие в развитии STED-методики. Ранее считалось, что дозы излучения, необходимые для получения четкой картинки, могут разрушить исследуемый объект. По мнению специалистов Leica, новый продукт будет запущен в производство уже в 2012 году. Подробные результаты работы ученых опубликованы в журнале Nature Methods.
Также по теме:
Источники: