1327
Спостерігати за життям клітини, не позначаючи її частини спеціальними барвниками, — складне завдання для сучасної мікроскопії. Дослідники Стенфордського університету повідомили про нову систему iISM, здатну показувати рух і взаємодію крихітних внутрішньоклітинних структур у реальному часі. При цьому вона не потребує флуоресцентних міток і забезпечує деталізацію на рівні близько 120 нанометрів.
Метод отримав назву Interferometric Image Scanning Microscopy. Його основа — поєднання інтерферометричної реєстрації розсіяного світла з підходами сканувальної мікроскопії. Лазер підсвічує клітину, а розташовані всередині неї структури розсіюють дуже слабкий світловий сигнал. Інтерференція дозволяє посилити цей сигнал, щоб зображення містило більше корисної інформації.
На відміну від простого отримання одного кадру, система використовує матричний детектор, який збирає безліч вимірювань тієї самої ділянки під різними кутами. Обчислювальний алгоритм об’єднує інформацію, покращуючи контраст, роздільну здатність і можливість розрізняти деталі на різній глибині. Завдяки цьому науковці отримують чіткішу картину без складного фарбування живої клітини.
Чому відсутність міток настільки важлива? У флуоресцентній мікроскопії дослідники додають речовини, що світяться й позначають конкретні об’єкти. Проте одночасно зазвичай можна відзначити обмежену кількість структур. Світіння поступово слабшає, а іноді самі мітки впливають на поведінку того, що вивчають. Це ускладнює довгі спостереження за живими системами.
Нова система працює за меншої потужності освітлення порівняно з низкою подібних безміткових методів. Зниження світлового навантаження особливо корисне, коли потрібно стежити за живою клітиною протягом тривалого часу й уникати її фотопошкодження. Водночас автори не пропонують повністю відмовитися від флуоресцентної мікроскопії: обидва підходи можуть доповнювати один одного.
Серед перспективних напрямів застосування — вивчення взаємодії рослинних клітин із грибами та бактеріями, спостереження за проникненням протипухлинних речовин у клітини й аналіз того, як змінюється форма еритроцитів під час малярійної інфекції. Це приклади, коли важливо бачити не лише окремі позначені молекули, а загальну картину динамічних процесів.
Роботу описали в журналі Light: Science & Applications. Серед керівників команди — Вільям Мернер, нобелівський лауреат із хімії 2014 року. Розробники продовжують удосконалювати систему, щоб її могли використовувати дослідники в різних галузях біології та медицини.
