Revolutionaire microscopie: 3D-weergaven van levende cellen onthuld!

Revolutionaire microscopie: 3D-weergaven van levende cellen onthuld!

Lichtplaatfluorescentiemicroscopie (LSFM) heeft zichzelf bewezen als een baanbrekende technologie in biochemisch onderzoek. Met deze methode kunnen onderzoekers als Zeyu Zhang een driedimensionaal beeld krijgen van fluorescerende monsters, vooral delen van levende cellen. Een opvallend kenmerk van LSFM is het gebruik van de time-correlated single photon counting (TCSPC)-techniek, waarmee de luminescentieduur van moleculen in de monsters nauwkeurig kan worden gemeten. Dr. Meike Hofmann, onderzoeksmedewerker bij de afdeling Technische Optica, benadrukt de cruciale rol van de verlichtingsduur voor het begrijpen van biologische processen.

Het microscoopsysteem detecteert fotonen en volgt hun aankomsttijd en locatie. Deze precieze resultaten vereisen een grote hoeveelheid fotonen, wat eveneens leidt tot de noodzaak om veel datapunten te verzamelen om een ​​alomvattend beeld te produceren. Dat melden experts van het CBS natuur.com dat recente ontwikkelingen op het gebied van fluorescentielevensduurmicroscopie (FLIM) het potentieel bieden om de complexiteit van biologische systemen met ongekende helderheid weer te geven.

De werking van FLIM

FLIM is een op fluorescentie gebaseerde beeldvormingstechniek die de levensduur van aangeslagen fluorescerende moleculen meet in plaats van de fluorescentie-intensiteit. De vergelijking tussen conventionele fluorescentiemicroscopie en FLIM laat de significante verschillen in fluorescentielevensduur zien, die belangrijke informatie verschaffen over de moleculaire omgeving en energieoverdrachtsprocessen. Een afname van de fluorescentielevensduur kan bijvoorbeeld duiden op Förster-resonantie-energieoverdracht, wat belangrijk is voor onderzoek naar eiwitinteracties.

De fluorescentielevensduur geeft de gemiddelde tijd aan dat een molecuul in de aangeslagen toestand blijft voordat het terugkeert naar de grondtoestand. Deze levensduur is omgekeerd evenredig met de som van de vervalsnelheden van de stralings- en niet-stralingsprocessen. Omdat de levensduur van de fluorescentie afhangt van de identiteit en de chemische omgeving van de kleurstof, kunnen onderzoekers deze methode gebruiken om voor elke pixel nauwkeurige afbeeldingen te maken.

Toepassingen en innovaties

De meetmethoden binnen FLIM omvatten gepulseerde excitatie, waarbij het temporele verval van fluorescentie wordt geanalyseerd, evenals intensiteitsgemoduleerde excitatie met faseverschuiving. De excitatie-intensiteit wordt zo aangepast dat er per puls slechts één foton kan worden gedetecteerd. Door het gebruik van histogrammen van individuele metingen kan de fluorescentielevensduur nauwkeurig worden bepaald.

De technologische vooruitgang zoals blijkt uit het onderzoek van Wikipedia omvatten de integratie van ultramoderne beeldsensoren zoals CCD-camera's en lawinefotodiodevelden voor detectie, evenals het gebruik van ICCD-camera's die beeldversterkers gebruiken voor sensibilisatie. Deze ontwikkelingen leveren een beslissende bijdrage aan het dramatisch verbeteren van de meetnauwkeurigheid en de bijbehorende toepassingen in de biogeneeskunde en moleculaire biologie.