Revoliucinė mikroskopija: atskleisti 3D gyvų ląstelių vaizdai!

Revoliucinė mikroskopija: atskleisti 3D gyvų ląstelių vaizdai!

Šviesos lakšto fluorescencinė mikroskopija (LSFM) įsitvirtino kaip novatoriška biocheminių tyrimų technologija. Šis metodas leidžia tyrėjams, tokiems kaip Zeyu Zhang, gauti trimatį fluorescencinių mėginių vaizdą, ypač gyvų ląstelių dalis. Ryškus LSFM bruožas yra su laiku koreliuoto vieno fotono skaičiavimo (TCSPC) technikos naudojimas, leidžiantis tiksliai išmatuoti mėginių molekulių liuminescencijos trukmę. Dr. Meike Hofmann, Techninės optikos katedros mokslinis bendradarbis, pabrėžia apšvietimo trukmės svarbą siekiant suprasti biologinius procesus.

Mikroskopo sistema aptinka fotonus ir seka jų atvykimo laiką bei vietą. Šiems tiksliems rezultatams reikia daug fotonų, todėl norint gauti išsamų vaizdą, reikia surinkti daug duomenų taškų. Taip praneša ekspertai iš nature.com kad naujausi fluorescencinės eksploatavimo trukmės mikroskopijos (FLIM) pokyčiai suteikia galimybę iki šiol neregėtu aiškumu pavaizduoti biologinių sistemų sudėtingumą.

FLIM mechanika

FLIM yra fluorescencija pagrįsta vaizdo gavimo technika, kuri matuoja sužadintų fluorescencinių molekulių gyvavimo trukmę, o ne fluorescencijos intensyvumą. Įprastos fluorescencinės mikroskopijos ir FLIM palyginimas rodo reikšmingus fluorescencijos trukmės skirtumus, kurie suteikia svarbios informacijos apie molekulinę aplinką ir energijos perdavimo procesus. Pavyzdžiui, fluorescencijos trukmės sumažėjimas gali rodyti Försterio rezonanso energijos perdavimą, kuris yra svarbus baltymų sąveikos tyrimams.

Fluorescencijos trukmė rodo vidutinį laiką, per kurį molekulė išlieka sužadintoje būsenoje prieš grįžtant į pradinę būseną. Ši eksploatavimo trukmė yra atvirkščiai proporcinga spinduliuotės ir ne spinduliavimo procesų nykimo greičių sumai. Kadangi fluorescencijos trukmė priklauso nuo dažų tapatybės ir cheminės aplinkos, mokslininkai gali naudoti šį metodą, kad sukurtų tikslius kiekvieno pikselio vaizdus.

Programos ir naujovės

FLIM matavimo metodai apima impulsinį sužadinimą, kurio metu analizuojamas laikinas fluorescencijos mažėjimas, taip pat intensyvumo moduliuotą sužadinimą su fazės poslinkiu. Sužadinimo intensyvumas reguliuojamas taip, kad per impulsą būtų galima aptikti tik vieną fotoną. Naudojant atskirų matavimų histogramas, galima tiksliai nustatyti fluorescencijos trukmę.

Technologinė pažanga, kaip matyti iš tyrimų Vikipedija apima modernių vaizdo jutiklių, pvz., CCD kamerų ir lavinų fotodiodų laukų aptikimui, integravimą, taip pat ICCD kamerų, naudojančių vaizdo stiprintuvus jautrinimui, naudojimą. Šie pokyčiai labai padeda žymiai pagerinti matavimo tikslumą ir susijusius pritaikymus biomedicinoje ir molekulinėje biologijoje.