Изобретен способ рассмотреть клетку, не повредив ее
 Разработанная методика позволит разглядеть биологические клетки, не разрушая их. |
|
||||||||
Для дальнейшего развития биологии и смежных наук исследователям необходимо научиться видеть микроскопические структуры, например, связки белков, внутри клеточной оболочки, не разрушая ее. Подобные методики существуют, однако, в основном речь идет об использовании эффекта флуоресценции, а в результате ученым доступна только двумерная картина.
Другие техники используют световые волны видимого диапазона, достигают разрешения до десятков нанометров, но позволяют изучать только поверхность биологической клетки. К примеру, одна из версий сканирующего ближнепольного оптического микроскопа (near-field scanning optical microscope, NSOM) подразумевает сканирование освещенного образца при помощи тонкого оптического волокна и исследование рассеянного излучения. Рассеянный свет при достаточно близком позиционировании «оптического зонда» от поверхности позволяет получить информацию даже о тех деталях, что имеют размеры меньше длины волны используемого излучения. Однако, как было упомянуто выше, такой способ дает данные лишь о поверхности.
Ранее группа ученых из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) в Филадельфии (США) нашла способ обойти это ограничение.
Первоначально, работая над отображением тел, размеры которых менее длины волны видимого излучения, исследователи предложили поместить образец на поверхность стеклянной призмы. Луч лазера освещает образец снизу через призму, при этом часть света отражается от границы между стеклом и образцом. Для того, чтобы восстановить по отраженному лучу информацию об образце, необходимо исследовать фазу оптической волны, что на практике оказалось слишком сложно. Продолжая работать над этой идеей, группа предложила сходный метод, так же использующий идеологию ближнего поля. Они использовали ту же экспериментальную установку, но доработали ее при помощи атомного силового микроскопа (АСМ), в результате чего отпала необходимость исследовать фазу отраженной волны.
Согласно работе, опубликованной в ноябрьском номере журнала Physical Review Letters, новая технология позволит обеспечить трехмерное изображение микроскопических полупроводниковых структур или протеинов внутри клеток с нанометровым разрешением. Прибор позволит построить изображение на основе сравнения картин рассеяния света на исследуемом образце и на металлических наночастицах, размещенных в непосредственной близости от образца, при помощи атомного силового микроскопа. АСМ обеспечивает чрезвычайно точное позиционирование наночастицы; «снимая» картину рассеяния для различных положений золотой наночастицы, можно получить трехмерное изображение.
Исследователи отмечают, что методика позволяет «рассмотреть» частицы размером до 10 нм, к примеру, большую молекулу белка на поверхности клетки. Глубоко внутри клетки точность отображения несколько падает; на большом расстоянии от поверхности минимальный размер частицы – несколько десятков нанометров. Однако, важнейшим преимуществом метода является то, что он не разрушает оболочку биологической клетки.
Пока рано ставить точку в разработке методики. Впереди у исследователей еще много работы, в частности, калибровка системы по известным образцам.
Также по теме:
Источники: