Ultimate magazine theme for WordPress.

تصویربرداری با رزولوشن بالاتر از سلولهای زنده و متحرک با استفاده از سطح سطوح پلاسمونیک

0

تصویربرداری با رزولوشن بالاتر از سلولهای زنده و متحرک با استفاده از سطح سطوح پلاسمونیک

 

تصویربرداری با رزولوشن بالاتر از سلولهای زنده و متحرک با استفاده از سطح سطوح پلاسمونیک
یک سلول فیبروبلاست موش که در یک سطح بزرگ ساخته شده از نانوذرات طلا تحت یک میکروسکوپ فلورسانس انعکاس داخلی (TIRF) به تصویر کشیده شده ، انتشار افزایش یافته و محدود شده از پروتئین پکسیلین ساطع کننده نور را در چسبندگی کانونی نزدیک غشا نشان می دهد. محققان دانشگاه کیوشو نشان داده اند که می توان با استفاده از میکروسکوپ های فلورسانس معمولی از چنین سطح سطحی به عنوان یک مسیر ساده برای بهبود وضوح تا مرز پراش استفاده کرد. استفاده از شرایط TIRF به کاهش انتشار سرگردان از اعماق سلول کمک می کند تا کنتراست ساختارهای نزدیک سطح متاثر شود. اعتبار: Kaoru Tamada ، دانشگاه کیوشو

تصویربرداری با رزولوشن بالاتر از سلولهای زنده و متحرک با استفاده از سطح سطوح پلاسمونیک در تلاش برای تصویربرداری از ساختارها و پدیده های بسیار کوچک با دقت بالاتر ، دانشمندان محدودیت های رزولوشن میکروسکوپ نوری را تحت فشار قرار داده اند ، اما این پیشرفت ها اغلب با افزایش عوارض و هزینه همراه است.

دانشکده هااکنون ، محققان در ژاپن نشان داده اند که یک سطح شیشه ای جاسازی شده با نانوذرات طلای خود مونتاژ شده می تواند با استفاده از میکروسکوپ عریض فیلد معمولی ، با تسهیل میکروسکوپ فلورسانس با وضوح بالا و با سرعت بالا ، وضوح را با صرف هزینه کم اضافه کند. تصویربرداری از سلولهای زنده.

از آنجا که میکروسکوپ های نوری برای بدست آوردن تصاویر دقیق از یک ساختار ، نور را بزرگ نمایی می کنند ، اندازه اجسامی که می توان آنها را تشخیص داد مدت زیادی است که توسط پراش محدود شده است – خاصیت نوری که باعث می شود هنگام عبور از یک دهانه گسترش یابد.

محققان در حال توسعه تکنیک هایی برای غلبه بر این محدودیت ها با سیستم های نوری بسیار پیشرفته هستند ، اما بسیاری از آنها به استفاده از لیزرهای قوی بستگی دارد که می تواند به سلول های زنده آسیب برساند یا حتی آنها را از بین ببرد ، و اسکن نمونه یا پردازش چندین تصویر ، که تصویربرداری در زمان واقعی را مهار می کند. کائورو تامادا ، استاد برجسته موسسه شیمی و مهندسی مواد دانشگاه کیوشو می گوید: “تکنیک های اخیر می توانند تصاویر خیره کننده ای ایجاد کنند ، اما بسیاری از آنها به تجهیزات بسیار تخصصی نیاز دارند و توانایی مشاهده سلول های زنده را ندارند.” >

سلولهای تصویربرداری با استفاده از روشهای میکروسکوپ فلورسانس در زمان واقعی ، تامادا و گروه او دریافتند که فقط با تغییر سطح زیر سلولها می توانند تفکیک پذیری را در زیر میکروسکوپ واید فیلد معمولی تا نزدیک مرز پراش بهبود دهند.

در میکروسکوپ فلورسانس ، ساختارهای سلولی مورد علاقه با مولکولهایی که انرژی را از نور ورودی دریافت می کنند برچسب گذاری می شوند و از طریق فرایند فلورسانس ، آن را دوباره به صورت نوری با رنگ متفاوت منتشر می کنند که برای تشکیل تصویر جمع می شود.

اگرچه سلولها معمولاً روی شیشه ساده تصویر می شوند ، گروه Tamada سطح سطح شیشه را پوشش داده اند با یک لایه خود مونتاژ شده از نانوذرات طلا پوشانده شده با لایه نازکی از دی اکسید سیلیکون ، به اصطلاح یک سطح متاثر از ویژگی های نوری خاص ایجاد می کند.

قطر نانوذرات فلزی سازمان یافته فقط ۱۲ نانومتر است و پدیده ای را به نام موضعی نشان می دهند رزونانس پلاسمون سطحی ، که به سطح سطح اجازه می دهد تا انرژی را از مولکول های ساطع کننده نور مجاور برای انتشار مجدد بسیار کارآمد جمع آوری کند ، در نتیجه باعث افزایش انتشار محدود شده به سطح نانوذره با ضخامت ۱۰ نانومتر می شود.

تصویربرداری با رزولوشن بالاتر از سلولهای زنده و متحرک با استفاده از سطح سطوح پلاسمونیک
یک سلول فیبروبلاست موش که در یک سطح متشکله از نانوذرات طلا ساخته شده در زیر میکروسکوپ فلورسانس میدان وسیع ، انتشار افزایش یافته و محدود شده از پروتئین پکسیلین ساطع کننده نور در چسبندگی کانونی نزدیک غشا را نشان می دهد. محققان دانشگاه کیوشو نشان داده اند که می توان با استفاده از میکروسکوپ های فلورسانس معمولی از چنین سطح سطحی به عنوان یک مسیر ساده برای بهبود وضوح تا مرز پراش استفاده کرد. روشنایی نمونه عمود بر سطح متا سطح اجازه می دهد تا بدن سلول تقریباً به عنوان انتشار ضعیف در حالی که از پکسیلین به عنوان لکه های روشن تصویربرداری می کند ، مشاهده شود. اعتبار: Kaoru Tamada ، دانشگاه کیوشو

“تامادا” توضیح می دهد: “با معرفی نانوذرات ، ما به طور موثری هواپیمای ساطع کننده نور ایجاد کردیم که تنها چند نانومتر ضخامت دارد.” “از آنجا که نور مورد علاقه از چنین لایه نازکی ساطع می شود ، بهتر می توانیم روی آن تمرکز کنیم.”

مزایای اضافی ناشی از انتقال سریع انرژی به سطح متاثر است ، و با کاهش انتشار ، و ضریب شکست بالای متاسوریسم ، محل انتشار بیشتر می شود که به بهبود وضوح با توجه به حد پراش آب کمک می کند.

با استفاده از metasurface ، محققان در ماوس در زمان واقعی تصویربرداری کردند. سلول ها معروف به فیبروبلاست های ۳T3 که از نظر ژنتیکی برای تولید پروتئینی به نام پکسیلین ساخته شده اند اصلاح شده برای تابش نور سبز هنگام هیجان. پاکسیلین نقشی اساسی در ایجاد چسبندگی کانونی بازی می کند – نقاطی که مولکول های غشای سلول با جهان خارج ارتباط برقرار می کنند.

با روشن کردن کل نمونه با نور لیزر عمود بر سطح ، محققان توانستند تغییرات پکسیلین را در نزدیکی غشای سلول با وضوح بالاتر با استفاده از سطح سطحی به جای شیشه تصویر کنند.

با دستیابی به روشنایی برای دستیابی به انعکاس کامل داخلی ، محققان می توانند تصاویری با کنتراست بالاتر نیز بدست آورند زیرا بیشتر نور چراغ از سطح تنها با رسیدن مقدار کمی به سمت سلول ، در نتیجه انتشار ولگرد تولید شده توسط نور با نفوذ به عمق سلول کاهش می یابد.

تجزیه و تحلیل تصاویر ضبط شده در هر ۵۰۰ میلی ثانیه با وضوح فوق العاده دوربین دیجیتال اختلافات واضحی را در شدت لکه هایی که فقط چند پیکسل را پوشش می دهد ، نشان داد ، که نشان می دهد وضوح تصویر در حدود ۲۰۰ نانومتر است – نزدیک به حد پراش.

همچنین سلول ها می توانند به مدت طولانی تری در metasurface تصویربرداری شوند ، زیرا میزان انتشار در آنها افزایش یافته است با وجود انرژی ورودی کم ، در نتیجه آسیب سلول را با گذشت زمان کاهش می دهد.

“Metasurfaces گزینه امیدوار کننده ای برای بهبود وضوح برای محققان در سراسر جهان است با استفاده از میکروسکوپ های نوری معمولی که قبلاً داشته اند ، “تمادا اظهار نظر می کند.

علاوه بر ادامه بهبود سطح برای استفاده با میکروسکوپ های معمولی ، محققان همچنین در حال بررسی مزایایی هستند که می توانند برای پیشرفته تر میکروسکوپ سیستم ها.

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.