Revolucionarna mikroskopija: razkriti 3D pogledi živih celic!

Revolucionarna mikroskopija: razkriti 3D pogledi živih celic!

Fluorescenčna mikroskopija svetlobnih plošč (LSFM) se je uveljavila kot prelomna tehnologija v biokemičnih raziskavah. Ta metoda omogoča raziskovalcem, kot je Zeyu Zhang, da pridobijo tridimenzionalni pogled na fluorescentne vzorce, zlasti dele živih celic. Pomembna značilnost LSFM je uporaba tehnike časovno koreliranega štetja posameznih fotonov (TCSPC), ki omogoča natančno merjenje trajanja luminiscence molekul v vzorcih. Dr. Meike Hofmann, znanstvena sodelavka na oddelku za tehnično optiko, izpostavlja ključnost trajanja osvetlitve za razumevanje bioloških procesov.

Mikroskopski sistem zazna fotone ter sledi njihovemu času prihoda in lokaciji. Ti natančni rezultati zahtevajo veliko količino fotonov, kar podobno vodi do potrebe po zbiranju številnih podatkovnih točk za izdelavo celovite slike. Tako poročajo strokovnjaki iz narava.com da nedavni razvoj fluorescenčne življenjske mikroskopije (FLIM) ponuja potencial za predstavitev kompleksnosti bioloških sistemov z jasnostjo brez primere.

Mehanika FLIM

FLIM je tehnika slikanja na osnovi fluorescence, ki meri življenjske dobe vzbujenih fluorescenčnih molekul namesto intenzivnosti fluorescence. Primerjava med običajno fluorescenčno mikroskopijo in FLIM kaže pomembne razlike v življenjskih dobah fluorescence, ki zagotavljajo pomembne informacije o molekularnem okolju in procesih prenosa energije. Na primer, zmanjšanje življenjske dobe fluorescence lahko kaže na Försterjev resonančni prenos energije, ki je pomemben za raziskave interakcij beljakovin.

Življenjska doba fluorescence označuje povprečni čas, ko molekula ostane v vzbujenem stanju, preden se vrne v osnovno stanje. Ta življenjska doba je obratno sorazmerna z vsoto razpadnih stopenj sevalnih in nesevalnih procesov. Ker je življenjska doba fluorescence odvisna od identitete in kemičnega okolja barvila, lahko raziskovalci s to metodo ustvarijo natančne slike za vsako slikovno piko.

Aplikacije in inovacije

Merilne metode znotraj FLIM vključujejo pulzno vzbujanje, pri katerem se analizira časovni upad fluorescence, kot tudi intenzivnostno modulirano vzbujanje s faznim zamikom. Intenzivnost vzbujanja je prilagojena tako, da je mogoče zaznati samo en foton na impulz. Uporaba histogramov iz posameznih meritev omogoča natančno določitev življenjske dobe fluorescence.

Tehnološki napredek, kot ga vidimo v raziskavah Wikipedia vključujejo integracijo najsodobnejših slikovnih senzorjev, kot so kamere CCD in lavinska fotodiodna polja za zaznavanje, kot tudi uporabo kamer ICCD, ki za senzibilizacijo uporabljajo ojačevalce slike. Ta razvoj odločilno prispeva k dramatičnemu izboljšanju natančnosti meritev in s tem povezanih aplikacij v biomedicini in molekularni biologiji.