WORLD NEWS
100nm, 41 giờ không dùng tia laser… Kính hiển vi quan sát tế bào sống trong thời gian dài bằng ánh sáng hóa học
Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã phát triển kỹ thuật RIED tạo ra hình ảnh siêu phân giải với độ phân giải khoảng 100 nanomet bằng cách thu thập ánh sáng yếu phát ra từ các phản ứng hóa học hoặc phát quang sinh học mà không cần chiếu tia laser bên ngoài. Kết quả quan sát liên tục chuyển động của ty thể trong tế bào sống trong tối đa 41 giờ đã được giới thiệu như một nghiên cứu trang bìa trên tạp chí Nature số ra ngày 3 tháng 9.
Điều này không có nghĩa là tất cả các cấu trúc bên trong tế bào đều được chụp ảnh theo thời gian thực ở bước sóng 100 nanomet trong 41 giờ. Đây là một kỹ thuật nghiên cứu yêu cầu vật liệu ghi nhãn, phản ứng phát quang, khoảng cách hình ảnh và phục hồi tính toán, đồng thời sự cân bằng giữa tốc độ và độ phân giải thay đổi tùy thuộc vào mục tiêu ứng dụng.
Tại sao bạn lại cố gắng loại bỏ tia laser?
Kính hiển vi huỳnh quang sử dụng ánh sáng bên ngoài để kích thích nhãn, nhưng việc chiếu sáng kéo dài có thể làm nhãn bị mờ và làm hỏng tế bào. Phát quang hóa học và phát quang sinh học không cần ánh sáng bên ngoài vì phản ứng tự tạo ra ánh sáng. Vấn đề là vì có ít photon nên phải mất nhiều thời gian để có được một hình ảnh duy nhất và thông tin chuyển động bị mờ.
Làm thế nào để làm cho nó rõ hơn trong điều kiện ánh sáng yếu
RIED ghi lại nhiều khung tín hiệu phát quang dao động theo thời gian, sau đó kết hợp mối tương quan và giải mã theo trọng số entropy để khôi phục thông tin cấu trúc. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra hình ảnh của các bào quan bằng ba phương pháp: điện hóa phát quang, phát quang hóa học và phát quang sinh học, đồng thời phân biệt các cấu trúc tinh tế cách nhau khoảng 100 nm.
Bạn đã thấy gì trong suốt 41 giờ quan sát?
Trong các tế bào sống được đánh dấu phát quang sinh học, chúng tôi đã theo dõi chuyển động của ty thể giữa các tế bào trong một thời gian dài. Có sự khác biệt giữa chuyển động trực tiếp, tương đối thẳng và chuyển động gián tiếp, có tính định hướng sau khi tạm dừng. Điều này không xác nhận nguyên nhân của chuyển động của ty thể mà chỉ mở ra một cửa sổ mới để quan sát toàn bộ quá trình.
Có phải nó luôn tốt hơn kính hiển vi siêu phân giải hiện có?
KHÔNG. Một số kỹ thuật huỳnh quang cung cấp độ chính xác định vị cao hơn hoặc hình ảnh nhanh hơn. Ưu điểm của RIED là không có ánh sáng kích thích bên ngoài, giúp giảm gánh nặng nhiễm độc quang và tẩy trắng quang, đồng thời cho phép trường nhìn rộng và quan sát lâu dài. Mặt khác, nó phụ thuộc vào hóa học phát quang, hiệu quả ghi nhãn, khả năng phục hồi tính toán và điều kiện phản ứng.
Xác minh tiếp theo là gì?
Cần tái tạo độc lập để đảm bảo rằng độ phân giải và khả năng tồn tại tương tự được duy trì trong các tế bào và mô khác, độ phân giải thời gian đó là đủ trong các quá trình chuyển động nhanh và các thuật toán tái thiết không tạo ra các cấu trúc không chính xác. Dữ liệu thô và mã demo đã được phát hành, nhưng nó vẫn chưa phải là một thiết bị lâm sàng đa năng.