מקל מדידה מולקולרי יכול לקדם מיקרוסקופיה ברזולוציה-על - עולם הפיזיקה

אם אתה רוצה למדוד חפץ יומיומי, אתה יכול להשתמש בסרגל - חתיכת חומר באורך קבוע וחלוקות מסומנות באופן קבוע. הודות למכשיר חדש בשם PicoRuler, ניתן ליישם את אותו עקרון מדידה כעת על עצמים זעירים כגון תאים ומולקולות. פותח על ידי חוקרים מאוניברסיטת Julius-Maximilians (JMU) וירצבורג בגרמניה, מקל המדידה הזעיר פועל בסביבות ביולוגיות וניתן להשתמש בו כדי לבחון את היכולת של טכניקות מיקרוסקופיה ברזולוציה על להדמיע אובייקטים באורך של פחות מ-10 ננומטר.

מיקרוסקופיה סופר-רזולוציה המבוססת על הדמיית פלואורסצנציה התפתחה במהירות במהלך 20 השנים האחרונות. זה שגרתי ששיטות כאלה יפתרו מבנים קטנים כמו כמה ננומטרים - הרבה מתחת לגבול העקיפה עבור מיקרוסקופ אור נראה קונבנציונלי.

כדי לדחוף את הטכניקות הללו הלאה, החוקרים זקוקים למבני התייחסות כדי לכייל את ביצועי המיקרוסקופים שלהם. שיטת הכיול העיקרית שנמצאת כיום בשימוש מסתמכת על מבני אוריגמי DNA מלאכותיים. אלה יכולים להיות מסונתזים כדי לשאת כמה פלואורפורים במיקומים מוגדרים היטב במרחק של פחות מ-10 ננומטר זה מזה, מה שמאפשר להם לפעול כמו סרגלים להדמיה מתחת ל-10 ננומטר. הבעיה היא שאוריגמי ה-DNA הוא בעל מטען שלילי ביותר ולכן לא ניתן להשתמש בו במדיות הדמיה סלולריות ביולוגיות בעולם האמיתי.

לחיצה על המקום

בהובלת ביוטכנולוגים מרקוס סאואר ו גרטי בליו, צוות JMU פיתח אלטרנטיבה ביו-תואמת המבוססת על חלבון בן שלושה חלקים הנקרא אנטיגן גרעיני של תאים מתרבים (PCNA). על ידי החדרת חומצות אמינו סינתטיות לחלבון זה במיקומים מוגדרים במדויק במרחק של 6 ננומטר זה מזה, הם אפשרו למולקולות צבע ניאון "ללחוץ" עליו כימית בצורה יעילה. מבנה חדש זה אפשר להם לבדוק את הרזולוציה של טכניקה המכונה צבירת נקודות מבוססת DNA להדמיה בטופוגרפיה ננומטרית (DNA-PAINT) עד ל-6 ננומטר. Sauer אומר שזה יכול להיות חשוב גם עבור טכניקות אחרות כמו מיקרוסקופיה ישירה של שחזור אופטי סטוכסטי (dSTORM), MINFLUX או MINSTED.

"טכניקות מיקרוסקופיה מתקדמות אלו יכולות להשיג רזולוציות מרחביות בטווח של כמה ננומטרים, והסרגל החדש ישמש ככלי כיול לאימות ולשיפור הדיוק שלהן", הוא אומר.

חקר מבנה התא מבפנים

החוקרים מחפשים כעת לייעל את הסרגל שלהם לשימוש בסביבות ביולוגיות שונות, כולל תאים חיים. כיוון אחר לפיתוח, אומר Sauer, יכול להיות העברת PicoRulers ישירות לתוך התאים עצמם באמצעות טכניקות כמו הזרקת מיקרו או פונקציונליזציה עם פפטידים חודרים לתאים. כך ניתן להשתמש במכשירים כדי לחקור את מבנה התא מבפנים, לצבור ידע שעשוי לקדם את הביולוגיה התאית ולהביא להבנה טובה יותר של מחלות ומסלולים לפיתוח תרופות.

מיקרוסקופ ברזולוציה סופר חושפת מכונות לשכפול נגיף קורונה

"הצוות שלנו מתמקד גם בהרחבת מגוון הביומולקולות שיכולות לשמש כ-PicoRulers", אומר סאואר עולם הפיזיקה. "לשם כך נבדוק חלבונים שונים ומתחמים ביולוגיים אחרים. אנו משוכנעים שהפיתוח של PicoRuler שלנו מסמן צעד משמעותי קדימה בתחום המיקרוסקופיה ברזולוציית העל, ומציע כלי רב ערך לחקר מבנים תאיים ומולקולריים ברזולוציות חסרות תקדים".

PicoRuler מתואר ב חומרים מתקדמים.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/molecular-measuring-stick-could-advance-super-resolution-microscopy/