Революционна микроскопия: Разкрити са 3D изгледи на живи клетки!

Революционна микроскопия: Разкрити са 3D изгледи на живи клетки!

Светлинната флуоресцентна микроскопия (LSFM) се утвърди като новаторска технология в биохимичните изследвания. Този метод позволява на изследователи като Zeyu Zhang да получат триизмерен изглед на флуоресцентни проби, особено части от живи клетки. Забележителна характеристика на LSFM е използването на техниката за броене на единичен фотон, свързано с времето (TCSPC), която позволява прецизно измерване на продължителността на луминесценцията на молекулите в пробите. Д-р Майке Хофман, научен сътрудник в отдела по техническа оптика, подчертава решаващото значение на продължителността на осветяване за разбирането на биологичните процеси.

Системата на микроскопа открива фотони и проследява времето и местоположението им на пристигане. Тези точни резултати изискват голямо количество фотони, което по подобен начин води до необходимостта от събиране на много точки от данни, за да се създаде цялостна картина. Това съобщават експерти от nature.com че последните разработки във флуоресцентната доживотна микроскопия (FLIM) предлагат потенциала да представят сложността на биологичните системи с безпрецедентна яснота.

Механиката на FLIM

FLIM е базирана на флуоресценция техника за изобразяване, която измерва живота на възбудени флуоресцентни молекули вместо интензитета на флуоресценцията. Сравнението между конвенционалната флуоресцентна микроскопия и FLIM показва значителните разлики в живота на флуоресценцията, които предоставят важна информация за молекулярната среда и процесите на пренос на енергия. Например, намаляването на продължителността на живота на флуоресценцията може да показва трансфер на резонансна енергия на Förster, което е важно за изследване на протеинови взаимодействия.

Продължителността на живота на флуоресценцията показва средното време, през което една молекула остава във възбудено състояние, преди да се върне в основното състояние. Този живот е обратно пропорционален на сумата от скоростите на разпадане на радиационните и нерадиационните процеси. Тъй като продължителността на живота на флуоресценцията зависи от идентичността и химическата среда на багрилото, изследователите могат да използват този метод, за да създадат прецизни изображения за всеки пиксел.

Приложения и иновации

Методите за измерване в рамките на FLIM включват импулсно възбуждане, при което се анализира затихването във времето на флуоресценцията, както и модулирано по интензитет възбуждане с фазово изместване. Интензитетът на възбуждане се регулира така, че само един фотон да може да бъде открит на импулс. Използването на хистограми от индивидуални измервания позволява прецизно определяне на живота на флуоресценцията.

Технологичният напредък, както се вижда от изследванията на Уикипедия включват интегрирането на най-съвременни сензори за изображения като CCD камери и лавинни фотодиодни полета за откриване, както и използването на ICCD камери, които използват усилватели на изображението за сенсибилизация. Тези разработки имат решаващ принос за драстично подобряване на точността на измерванията и свързаните с тях приложения в биомедицината и молекулярната биология.