細胞のナノスケール構造イメージングは現在可能ですが、これらのドメインの化学組成を直接記録することはできません。ベックマン先端科学技術研究所の科学者によって、人間の細胞の複雑な詳細と化学組成を比類のない明瞭さと精度で「見る」ための新しい技術が開発されました。彼らの手法は、ユニークかつ直感に反した方法で信号の識別にアプローチします。
ロヒト・バルガヴァ教授（生物工学教授） イリノイ大学アーバナシャンペーン校 研究を主導した人はこう言いました。 「今では、これまでよりもはるかに高い解像度で、重要な化学的詳細を簡単に細胞内部を見ることができます。この研究は、人間の発達と病気を支配する化学的側面と物理的側面の組み合わせを調べる新しい方法を含む、多くの可能性を切り開きます。」
この新しい作品は、化学イメージングの最後の進歩からインスピレーションを得ています。
細胞をIR光にさらすと温度が上昇し、 細胞増殖。プードルと公園のベンチを比較すると、赤外線の波長を同じように吸収する物が 2 つもないことがわかります。暗視ゴーグルは、暖かい物体が冷たい物体よりも強い IR シグネチャを生成することも示しています。同じことです セル内ここでは、数種類の分子が特定の化学的特徴を放出し、異なる波長の IR 光を吸収します。科学者は、吸収パターンを分光学的に分析することで、それぞれの位置を特定できます。
科学者らは、吸収パターンを色のスペクトルとして分析する代わりに、信号検出器を使ってIR波を解釈した。信号検出器は、一端が顕微鏡に取り付けられた微小なビームで、レコードプレーヤーのナノスケールの針のように細胞の表面をこする細い先端が付いている。
細胞の膨張後、信号検出器の動きがさらに誇張され、「ノイズ」、つまり正確な化学測定を妨げるいわゆる静電気が発生します。
バルガヴァは言いました、 「私たちは信号が大きいほど良いと考えるように慣らされているため、これは直感的なアプローチです。 IR信号が強いほど、細胞の温度が高くなり、より膨張し、見やすくなると考えられます。」
バルガヴァ教授の研究室の博士研究員であり、この研究の筆頭著者であるセス・ケンケル氏は次のように述べた。 「静的なラジオ局のダイヤルを上げるようなものです。音楽は大きくなりますが、静音も大きくなります。」
「言い換えれば、IR信号がどれほど強力になっても、化学イメージングの品質は向上しないのです。」
「信号とともにノイズが増加するのを防ぐソリューションが必要でした。」
科学者たちは、可能な限り最強の IR 信号にエネルギーを集中するのではなく、管理できる最小の信号で実験を開始し、強度を上げる前にソリューションを効果的に実装できることを確認しました。
ケンケル と, 「『直観に反する』とはいえ、小規模に始めることで、10 年にわたる分光研究に敬意を表し、この分野の将来に向けた重要な基礎を築くことができました。」
このアプローチにより、ナノスケール（細胞鎖の100,000万分のXNUMX）での細胞の高解像度化学的および構造イメージングが可能になります。 髪。最も重要なことは、この技術には、顕微鏡下での視認性を高めるための蛍光標識や分子の染色が含まれていないことです。
ジャーナルリファレンス：
- セス・ケンケル、マーク・グリカ 他ゼロ偏向赤外分光測定による細胞の超微細構造の化学イメージング。 PNAS。 DOI： 10.1073 / pnas.2210516119
