分辨率達(dá)5納米 高分辨率熒光顯微鏡或?qū)㈤_拓生物醫(yī)學(xué)新發(fā)展
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】熒光顯微鏡是一種利用紫外線作為光源，照射被檢物體并使之發(fā)出熒光，進(jìn)而在顯微鏡下觀察物體形狀及其所在位置的顯微鏡，搭配熒光染料或熒光抗體染色，也可以用于一些本身不能發(fā)熒光的物質(zhì)的觀測。它主要用于研究細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收、運輸、化學(xué)物質(zhì)的分布及定位等，是生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域重要的工具之一。
熒光顯微鏡有一個顯著的優(yōu)點——它可以捕捉到非常微弱的熒光信號，對低濃度樣本的觀察更為敏感，且能夠清晰地觀察細(xì)胞和組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)。簡單地說就是對于細(xì)胞和組織的檢測擁有高靈敏度和高分辨率，也正因如此，許多時候，熒光顯微鏡的分辨率直接影響了生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，是相關(guān)研究的重要突破口。
而在一項新研究中，熒光顯微鏡在分辨率上收獲了新的突破，來自德國哥廷根大學(xué)、哥廷根醫(yī)學(xué)中心和英國牛津大學(xué)的科學(xué)家，成功開發(fā)出一款分辨率達(dá)到5納米的熒光顯微鏡。該顯微鏡的出現(xiàn)有望幫助研究人員實現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)部極為細(xì)微的結(jié)構(gòu)的觀測，對于生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有一定的促進(jìn)作用。
相關(guān)論文中還就此進(jìn)行了舉例與說明。一般來說，傳統(tǒng)顯微鏡的最高分辨率約為200納米，而細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的尺寸是遠(yuǎn)小于這個量級的，例如人體細(xì)胞內(nèi)存在一種約7納米寬的微管支架，再例如兩個神經(jīng)細(xì)胞之間或神經(jīng)細(xì)胞與肌肉細(xì)胞之間的距離通常也只有10納米至50納米。這也就導(dǎo)致如果使用傳統(tǒng)顯微鏡，細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)并不能被完全識別，生成的圖像完整度(或者說展示的信息)也就相對不完整。而依賴于“單分子定位顯微技術(shù)”的熒光顯微鏡，分辨率則可以達(dá)到10納米至20納米，可以一定程度上觀測到突觸間隙，但是還是無法完整觀察微管支架。如果這時候顯微鏡的分辨率能夠小于7納米，那么原本看不到的微管支架以及突觸間隙都可以被完整的記錄下來了。
于是研究人員在此基礎(chǔ)上，結(jié)合了高靈敏度探測器和特殊數(shù)據(jù)分析，成功在原有的熒光顯微鏡基礎(chǔ)上提高了一倍的分辨率，讓顯微鏡有了精確記錄兩個神經(jīng)細(xì)胞之間連接區(qū)域內(nèi)蛋白質(zhì)組織微小的細(xì)節(jié)的能力。更重要的一點是，新技術(shù)在提升分辨率的同時，還兼顧了經(jīng)濟(jì)高效，并且操作難度也不高。此外，研究團(tuán)隊還開發(fā)了一個開源軟件包用于處理數(shù)據(jù)，為該顯微鏡的使用提供更多的便利。相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，這款顯微鏡將在未來服務(wù)于研究人員，在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動生物醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域的研究。
(本文參考資料來源：科技日報)
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