Усовершенствованная методика микроскопии позволяет следить за движением молекул в живой ткани

Инструмент, вем хорошо знакомый с первых уроков биологии средней школы.

Воспользовавшись эффектом вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР), сотрудники Гарвардского университета и компании Chroma Technology создали установку для наблюдения белков, липидов и воды в живых тканях.

Комбинационным называют такое рассеяние, при котором частота рассеиваемого веществом света заметно изменяется. Преобразование первичного излучения сопровождается переходами рассеивающих молекул на новые колебательные и вращательные уровни, причём частóты появляющихся в спектре линий становятся комбинациями частоты падающего света и частот этих переходов, что отражено в обозначении эффекта. Параметры линий во многих случаях сохраняются при переходе от одного соединения к другому, обладающему теми же структурными элементами.

В отличие от флуоресцентных меток, которые очень часто используются в микроскопии, ВКР не позволяет идентифицировать конкретные протеины или липиды. «Громоздкие» метки, однако, могут нарушать естественное движение и функционирование биологических молекул, а ВКР-методика лишена этого недостатка.

triptych.jpg Рис. 1. Сальная железа мыши под ВКР-микроскопом. Слева красным выделены липиды; ядра клеток, лишённые липидов, представляются чёрными. В средней части изображения проявляются структуры, богатые белками (волос в центре, коллагеновые волокна, окружающие железу). Справа показано распределение воды. (Иллюстрация Brian Saar и Christian Freudiger).

Предыдущие варианты установки для ВКР-микроскопии, сконструированной авторами, не давали возможности наблюдать молекулы в живом организме, поскольку на подготовку одного изображения уходило около 45 секунд. Теперь же скорость увеличилась более чем на три порядка, и учёные могут делать до 25 снимков в секунду. Система регистрации рассеянного света также была модернизирована с целью повышения чувствительности.

С помощью усовершенствованного микроскопа можно, к примеру, следить за тем, как лекарство проникает в ткани. Сейчас учёные пытаются создать уменьшенный вариант прибора на базе волоконной оптики.

Пример изучения тканей живой мыши. В процессе меняются угол наблюдения, коэффициент увеличения, глубина просмотра. Реальный размер первого кадра составляет 400 мкм:

Результаты исследований опубликованы в статье:

Brian G. Saar1, Christian W. Freudiger, Jay Reichman, C. Michael Stanley, Gary R. Holtom and X. Sunney Xie Video-Rate Molecular Imaging in Vivo with Stimulated Raman Scattering. – Science. – Vol. 330. – no. 6009. – pp. 1368–1370; DOI: 10.1126/science.1197236.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.8 (4 votes)
Источник(и):

1. Гарвардский университет