Yeni Nesil Mikroskop, Hücre İçindeki Gizli Mikro ve Nano Evreni Ortaya Çıkardı
Tokyo Üniversitesi araştırmacıları, hem ileri hem de geri saçılan ışığı aynı anda yakalayan ve bilim insanlarının büyük hücre yapılarından küçük nano ölçekli parçacıklara kadar her şeyi tek seferde görmelerini sağlayan güçlü ve yeni bir mikroskop geliştirdiler.
Tokyo Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, standart mikroskoplardan 14 kat daha geniş bir yoğunluk aralığındaki sinyalleri tespit edebilen yeni bir mikroskop türü geliştirdiler. Bu teknik etiketsiz çalışıyor, yani ekstra floresan boya veya boya gerektirmiyor. Bu nedenle, yöntem canlı hücreler üzerinde nazik ve uzun süreli izleme için uygun, bu da onu ilaç ve biyoteknoloji ortamlarında test ve kalite kontrol için cazip kılıyor. Çalışma bugün (14 Kasım) Nature Communications dergisinde anlatılıyor.
Modern Görüntülemede Hassasiyet ve Ölçek Dengesi
Mikroskoplar, 16. yüzyıldan beri bilimsel keşifler için temel araçlar olmuştur, ancak her büyük gelişme genellikle yalnızca daha hassas değil, aynı zamanda daha özelleşmiş cihazlar gerektirmiştir. Sonuç olarak, günümüzün gelişmiş görüntüleme yöntemleri genellikle neyi görebildikleri ve nasıl gördükleri arasında zorlu dengeler gerektirir. Kantitatif faz mikroskopisi (QPM), mikroskobik yapıları (bu çalışmada 100 nanometrenin üzerinde) tespit etmek için ileri saçılan ışığı kullanır, ancak çok daha küçük özelliklere erişemez.
Uygulamada QPM, genellikle karmaşık hücresel mimarinin durağan görüntülerini yakalamak için kullanılır. İnterferometrik saçılma (iSCAT) mikroskopisi, geri saçılan ışığa dayanarak farklı bir yaklaşım benimser ve tek proteinler kadar küçük yapıları bile tespit edebilir. Bu, onu tek tek parçacıkları “izlemek” ve hücreler içindeki hızlı değişimleri takip etmek için güçlü kılar, ancak QPM’nin sağladığı geniş, tüm hücre perspektifini sunmaz.
Çift Yönlü Işık Ölçüm Stratejisi
İlk yazarlardan biri olan Horie, “Canlı hücreler içindeki dinamik süreçleri invaziv olmayan yöntemler kullanarak anlamak istiyorum,” diyor.
Bu hedef doğrultusunda ekip, her iki yönde aynı anda hareket eden ışığı toplamanın, alışılmış dengeyi bozup tek bir karede çok çeşitli parçacık boyutlarını ve hareketlerini yakalayıp yakalayamayacağını araştırdı. Bu fikri değerlendirmek ve özel olarak ürettikleri mikroskopların amaçlandığı gibi çalıştığını doğrulamak için hücre ölümü sırasında neler olduğuna odaklandılar. Bir deneyde, hem ileri hem de geri hareket eden ışıktan bilgi içeren tek bir görüntü kaydettiler.
Sinyalleri Yüksek Hassasiyetle Ayırma
Bir diğer ilk yazar olan Toda, “En büyük zorluğumuz,” diye açıklıyor, “gürültüyü düşük tutarak ve aralarındaki karışmayı önleyerek tek bir görüntüden iki tür sinyali temiz bir şekilde ayırmaktı.”
Araştırmacılar, verileri dikkatlice işleyerek hem daha büyük hücre bileşenlerinin (mikro) hem de çok daha küçük parçacıkların (nano) hareketini ölçmeyi başardılar. İleri ve geri saçılan sinyalleri karşılaştırmak, her parçacığın boyutunu ve ışığın parçacıkla karşılaştığında ne kadar güçlü bir şekilde büküldüğünü veya saçıldığını tanımlayan bir özellik olan kırılma indisini tahmin etmelerini de sağladı.
Ekzosom ve Virüslerin Görüntülenmesine Doğru
Toda, “Ekzosomlar ve virüsler gibi daha da küçük parçacıkları incelemeyi ve farklı örneklerde boyutlarını ve kırılma indisini tahmin etmeyi planlıyoruz,” diyor. “Ayrıca, canlı hücrelerin durumlarını kontrol ederek ve sonuçlarımızı diğer tekniklerle tekrar kontrol ederek ölüme nasıl doğru hareket ettiklerini ortaya çıkarmak istiyoruz.”
Kaynak: https://scitechdaily.com