Revolutionær mikroskopi: 3D-visninger af levende celler afsløret!

Revolutionær mikroskopi: 3D-visninger af levende celler afsløret!

Light sheet fluorescence microscopy (LSFM) har etableret sig som en banebrydende teknologi inden for biokemisk forskning. Denne metode giver forskere som Zeyu Zhang mulighed for at få et tredimensionelt billede af fluorescerende prøver, især dele af levende celler. Et fremtrædende træk ved LSFM er brugen af ​​den tidskorrelerede single photon counting (TCSPC) teknik, som gør det muligt at måle luminescensvarigheden af ​​molekyler i prøverne præcist. Dr. Meike Hofmann, forskningsassistent ved Institut for Teknisk Optik, fremhæver vigtigheden af ​​belysningsvarigheden for at forstå biologiske processer.

Mikroskopsystemet registrerer fotoner og sporer deres ankomsttid og placering. Disse præcise resultater kræver en stor mængde fotoner, hvilket på samme måde fører til behovet for at indsamle mange datapunkter for at producere et omfattende billede. Dette er, hvad eksperter rapporterer fra nature.com at den seneste udvikling inden for fluorescenslivstidsmikroskopi (FLIM) tilbyder potentialet til at repræsentere kompleksiteten af ​​biologiske systemer med hidtil uset klarhed.

Mekanikken i FLIM

FLIM er en fluorescensbaseret billedbehandlingsteknik, der måler levetiden for exciterede fluorescerende molekyler i stedet for fluorescensintensitet. Sammenligningen mellem konventionel fluorescensmikroskopi og FLIM viser de betydelige forskelle i fluorescenslevetider, som giver vigtig information om det molekylære miljø og energioverførselsprocesser. For eksempel kan et fald i fluorescenslevetider indikere Förster-resonansenergioverførsel, hvilket er vigtigt for forskning i proteininteraktioner.

Fluorescenslevetiden angiver den gennemsnitlige tid, et molekyle forbliver i den exciterede tilstand, før det vender tilbage til grundtilstanden. Denne levetid er omvendt proportional med summen af ​​henfaldshastighederne af de strålings- og ikke-strålingsprocesser. Fordi fluorescensens levetid afhænger af farvestoffets identitet og kemiske miljø, kan forskere bruge denne metode til at skabe præcise billeder for hver pixel.

Applikationer og innovationer

Målemetoderne inden for FLIM omfatter pulseret excitation, hvor det tidsmæssige henfald af fluorescens analyseres, samt intensitetsmoduleret excitation med faseskift. Excitationsintensiteten justeres, så der kun kan detekteres én foton pr. puls. Brugen af ​​histogrammer fra individuelle målinger gør det muligt at bestemme fluorescenslevetiden præcist.

De teknologiske fremskridt som ses i forskningen af Wikipedia omfatte integration af avancerede billedsensorer såsom CCD-kameraer og lavinefotodiodefelter til detektion, samt brug af ICCD-kameraer, der bruger billedforstærkere til sensibilisering. Disse udviklinger yder et afgørende bidrag til en dramatisk forbedring af målenøjagtigheden og de tilhørende anvendelser inden for biomedicin og molekylærbiologi.