Електронна микроскопия: Оцветяване на наномира
Въведение
Електронните микроскопи са мощни инструменти, които позволяват на учените да наблюдават обекти в наномащаб. Традиционните електронни микроскопи обаче произвеждат черно-бели изображения, което може да затрудни разграничаването на различни клетъчни структури.
Изследователи от Калифорнийския университет в Сан Диего разработиха нова техника, която добавя изкуствен цвят към изображенията с електронен микроскоп. Тази техника може да помогне на учените да разберат по-добре структурите и функциите в клетките.
Как работи техниката
Новата техника комбинира светлинна и електронна микроскопия. Първо, учените използват светлинен микроскоп, за да идентифицират структурите, които искат да подчертаят. След това въвеждат малко количество редкоземен метал в структурите.
След това подлагат пробата на електронен микроскоп. Електронният микроскоп изстрелва електрони в тъканта. Някои електрони преминават направо, докато други удрят по-дебели или по-тежки материали и се отскачат.
Няколко електрона удрят редкоземния метал и изместват електрон там. Това кара изместения електрон да излети заедно с малко енергия. Енергията е характерна за използвания конкретен метал и това е, което измерва микроскопът. Тази техника се нарича електронна спектроскопия с енергийна загуба.
Приложения на техниката
Учените са използвали новата техника, за да изобразяват клетъчни структури като апарата на Голджи, протеини върху плазмената мембрана и дори протеини в синапсите в мозъка.
Техниката може да бъде използвана за изследване на широк спектър от биологични процеси, включително:
- Локализация на протеини в клетките
- Взаимодействия между различни клетъчни структури
- Развитие и прогресиране на заболявания
Предимства на техниката
Новата техника предлага няколко предимства пред традиционната електронна микроскопия:
- Цветни изображения: Техниката добавя изкуствени цветове към изображенията от електронен микроскоп, което прави разграничаването на различни клетъчни структури по-лесно.
- Висока разделителна способност: Техниката осигурява изображения с висока разделителна способност, което позволява на учените да наблюдават обекти в наномащаб.
- Универсалност: Техниката може да се използва за изобразяване на широк спектър от биологични проби.
Сравнение с други техники
Има и други техники, които могат да се използват за получаване на цветни изображения от електронни микроскопи. Тези техники обаче имат свои собствени ограничения.
- Корелативна светлинна електронна микроскопия: Тази техника изисква две различни изображения, от различни микроскопи, което може да намали прецизността.
- Имуно-златно етикетиране: Тази техника може да даде неясно оцветяване.
Наследството на Роджър Циен
Статията, описваща новата техника, е последната, която носи името на Роджър Циен, химик, носител на Нобелова награда, който почина през август. Циен беше най-известен с използването на флуоресцентен протеин от медузи за осветяване на клетъчните структури.
Новата техника е доказателство за наследството на Циен в иновациите в микроскопията. Това е мощен инструмент, който може да помогне на учените да разберат по-добре света в наномащаб.
Заключение
Новата техника за добавяне на изкуствени цветове към изображенията с електронен микроскоп е значителен напредък в микроскопията. Тя може да помогне на учените да разберат по-добре структурите и функциите в клетките и може да доведе до нови прозрения за широк спектър от биологични процеси.