Revolucionarna mikroskopija: otkriveni 3D prikazi živih stanica!

Revolucionarna mikroskopija: otkriveni 3D prikazi živih stanica!

Fluorescentna mikroskopija svjetlosnog lista (LSFM) etablirala se kao revolucionarna tehnologija u biokemijskom istraživanju. Ova metoda omogućuje istraživačima poput Zeyu Zhanga da dobiju trodimenzionalni prikaz fluorescentnih uzoraka, posebno dijelova živih stanica. Istaknuta značajka LSFM-a je korištenje tehnike vremenskog koreliranog brojanja pojedinačnih fotona (TCSPC), koja omogućuje precizno mjerenje trajanja luminiscencije molekula u uzorcima. Dr. Meike Hofmann, znanstvena suradnica na Odsjeku za tehničku optiku, ističe ključnost trajanja osvjetljenja za razumijevanje bioloških procesa.

Sustav mikroskopa otkriva fotone i prati njihovo vrijeme dolaska i lokaciju. Ovi precizni rezultati zahtijevaju veliku količinu fotona, što na sličan način dovodi do potrebe za prikupljanjem mnogo točaka podataka kako bi se proizvela sveobuhvatna slika. To poručuju stručnjaci iz priroda.com da nedavni razvoj fluorescentne doživotne mikroskopije (FLIM) nudi potencijal za predstavljanje složenosti bioloških sustava s neviđenom jasnoćom.

Mehanika FLIM-a

FLIM je tehnika snimanja temeljena na fluorescenciji koja mjeri životni vijek pobuđenih fluorescentnih molekula umjesto intenziteta fluorescencije. Usporedba između konvencionalne fluorescentne mikroskopije i FLIM-a pokazuje značajne razlike u vijeku trajanja fluorescencije, što daje važne informacije o molekularnom okruženju i procesima prijenosa energije. Na primjer, smanjenje trajanja fluorescencije može ukazivati ​​na prijenos energije Försterove rezonancije, što je važno za istraživanje interakcija proteina.

Životni vijek fluorescencije označava prosječno vrijeme koje molekula ostaje u pobuđenom stanju prije povratka u osnovno stanje. Taj životni vijek obrnuto je proporcionalan zbroju stopa raspada radijacijskih i neradijacijskih procesa. Budući da životni vijek fluorescencije ovisi o identitetu i kemijskom okruženju boje, istraživači mogu koristiti ovu metodu za stvaranje preciznih slika za svaki piksel.

Primjene i inovacije

Metode mjerenja unutar FLIM-a uključuju pulsnu ekscitaciju, u kojoj se analizira vremensko opadanje fluorescencije, kao i ekscitaciju moduliranu intenzitetom s faznim pomakom. Intenzitet ekscitacije je podešen tako da se može detektirati samo jedan foton po impulsu. Korištenje histograma iz pojedinačnih mjerenja omogućuje precizno određivanje trajanja fluorescencije.

Tehnološki napredak koji se vidi u istraživanju Wikipedia uključuju integraciju najsuvremenijih senzora slike kao što su CCD kamere i lavinska fotodiodna polja za detekciju, kao i korištenje ICCD kamera koje koriste pojačivače slike za senzibilizaciju. Ovi razvoji daju odlučujući doprinos dramatičnom poboljšanju točnosti mjerenja i povezanih primjena u biomedicini i molekularnoj biologiji.