Fluorescenční mikroskopie získá léčbu BAMM

Carl Schoonover: How to look inside the brain (Smět 2019).

Anonim

Nová technologie vyvinutá výzkumnými pracovníky ve středisku excelence ARC pro nanopřenosovou biofotoniku (CNBP) pomůže osvětlit nové světlo na biologické otázky tím, že zlepší kvalitu a množství informací, které lze extrahovat fluorescenční mikroskopií.

Technika "bleach-assisted multichannel microscopy" (BAMM) trvá současnou dlouhodobou slabost fluorescenční mikroskopie - fotobleaching - a přeměňuje ji na sílu, která zlepšuje obrazový výstup až třikrát bez nutnosti dodatečného hardwaru.

BAMM, ohlásená v časopise Biomedical Optics Express, pomůže vědcům získat biologické pohledy na složité procesy probíhající v živých buňkách. To zahrnuje souhra mezi bílkovinami a molekulami, které mají potenciál ovlivnit širokou škálu oblastí zdraví od plodnosti, po bolest, až po srdeční onemocnění a další.

"Fluorescenční mikroskopie je jednou z nejrozšířenějších metod v biologii, kde molekuly emitující světlo nazývané fluorofory jsou vázány na extrémně malé buněčné cíle, jako jsou bílkoviny, genetický materiál nebo jiné biomolekuly, které jsou předmětem zájmu", říká Dr. Antony Orth, CNBP Research Spolupracovník na univerzitě RMIT a vedoucí autor výzkumné práce.

"Když je fluorofor vzrušen světlem z mikroskopu, reaguje tím, že vyzařuje specifický barevný podpis. Vidíme, že barevný podpis pod mikroskopem nám pomáhá sledovat, sledovat a rozumět buněčnému cíli, ke kterému byl fluorofor spojen."

Zejména říká Dr. Orth, můžete připojit různé barevné fluorofory k různým buněčným cílům, a to vše v jednom vzorku, abyste maximalizovali data a zobrazovací informace, které jsou přijímány.

Tento tradiční přístup k fluorescenční mikroskopii je všestranný, ale existuje velké omezení: viditelné (nebo barevné) spektrum, kde působí většina fluoroforů, se může přeplnit. V ideálním experimentu by měl být každý cíl vybrán tak, aby měl zřetelné barevné emise, ale toto se stává stále obtížnější, protože se zvyšuje počet cílů.

"Viditelné barevné spektrum se pohybuje v rozmezí 400 nanometrů až 700 nm a pro fluorescenční barevné spektrum je k dispozici pouze asi 200 nm, " vysvětluje Dr. Orth.

"Typický fluorofor vyzařuje spektrum barev v rozmezí 50 nm Rozdělení 200 nm viditelného spektra na 50 nm segmenty znamená, že barvy fluorescenčních zářičů se začnou mísit, když se pokusíte vytlačit více než čtyři barvy."

"To obecně omezuje výzkumníky na čtyři nebo méně fluorescenčních cílů ve vzorku, " říká Dr. Orth.

"Obvykle jsou většina experimentů ještě méně ambiciózní a zahrnují pouze dva nebo tři cíle. Jádrem problému je, že pro identifikaci se používá pouze jedna vlastnost fluoroforu - jeho barva."

Aby pomohl překonat toto omezení, Dr. Orth a jeho spolupracovníci vyvinuli inovativní techniku ​​nazvanou "Bělicí asistovaná vícekanálová mikroskopie" (BAMM), která zvýší jejich zobrazovací výstup.

"Namísto použití barvy k odlišení fluoroforů používáme čtvrté rozměry času a využíváme fenoménu nazývaného fotobleaching - ztlumení sbírky fluoroforů nebo pigmentů při opakovaném vystavení světlu, " říká Dr. Orth.

"Vzhledem k tomu, že každý typ fluoroforových fotoblebení je v jiné míře, můžeme rozlišovat mezi fluorofory bez použití informací o barvách. Jako identifikační číslo používáme rychlost fotobleachingu."

"V kombinaci s tradičními informacemi o barvách umožňuje tato přidaná dimenze fotoelementace vědcům, aby používali 2-3krát více typů fluorescenčních molekul, a to vše v jednom vzorku. To nám umožňuje získat mnohem více informací z jediného vyšetření."

"Vědci budou schopni navrhnout více informativních testů - například zdůraznit pět cílů, kdy pouze dva byly dříve praktické. Už se nebudou muset vyvarovat použití dvou fluoroforů stejné barvy, protože rozdíly v samotné fotostabilitě stačí k rozlišování mezi oba cíle, "říká.

Tradiční fenomén fotobleachingu (nebo blednutí) byl škodlivý pro proces fluorescenčního mikroskopu. Toto je místo, kde vysoce intenzivní a trvalé osvětlení z mikroskopu trvale zničí fluoroforovou schopnost fluorescovat, takže zobrazení buněčného terče je nemožné.

"Společnost BAMM přeměňuje fotobleaching z dlouhotrvající slabosti fluorescenční mikroskopie na významnou sílu, která umožňuje větší identifikaci buněčných cílů, " říká Dr. Orth.

"BAMM nevyžaduje žádný další hardware, je poměrně jednoduché a nevyžaduje žádnou specializovanou přípravu vzorku. Je to extrémně vzrušující nový přístup, který má potenciál prospěch všem uživatelům fluorescenčního mikroskopu a jejich průzkumné vědě, " říká.

Výzkumní pracovníci formálně zapojeni do projektu BAMM byli přidruženi k CNBP (Univerzita RMIT a University of Adelaide) a Thermo Fisher Scientific.

menu
menu