Виртуална наноскопия: Изследване на биологични тъкани на клетъчно ниво
Какво е виртуална наноскопия?
Виртуалната наноскопия е нова технология, която позволява на учените да създават мащабируеми изображения на биологични тъкани на клетъчно ниво. Тя комбинира хиляди отделни електронно-микроскопски изображения, за да създаде едно цялостно и интерактивно изображение. Това позволява на наблюдателите да изследват структурата на тъканите в безпрецедентни детайли, от изглед на тъканно ниво до вътрешността на отделните клетки.
Как работи виртуалната наноскопия?
Виртуалната наноскопия започва със събирането на хиляди леко припокриващи се изображения с помощта на електронен микроскоп. След това тези изображения се съшиват заедно с помощта на автоматизирана софтуерна програма. Програмата използва метаданни за ориентацията на отделните изображения и алгоритъм, който сравнява подобни характеристики във всяко изображение, за да определи точно къде трябва да бъдат разположени.
Полученото изображение е огромен файл, който може да се увеличава и намалява, за да разкрие различни нива на детайлност. Например, изображението на ембрион на зебра от статията е съставено от над 26 000 отделни изображения и тежи общо 281 гигапиксела. Това позволява на наблюдателите да преминат от отдалечена картина на целия ембрион към подробен изглед на структури като ядрото в специфична клетка.
Предимства на виртуалната наноскопия
Виртуалната наноскопия предлага няколко предимства пред традиционната електронна микроскопия. Първо, тя позволява на учените да създадат пълна, триизмерна картина на тъканна проба. Това е в контраст с традиционната електронна микроскопия, която може да заснема само двуизмерни изображения на малки области от тъкан.
Второ, виртуалната наноскопия позволява на учените да изследват тъканни проби по неразрушителен начин. Традиционната електронна микроскопия изисква пробите да бъдат консервирани по начин, който може да увреди тяхната структура. Виртуалната наноскопия, от друга страна, не изисква никаква подготовка на пробата, така че може да се използва за изследване на жива тъкан.
Трето, виртуалната наноскопия е много по-бърза от традиционната електронна микроскопия. Събирането и обработката на едно изображение с електронен микроскоп може да отнеме часове или дори дни. Виртуалната наноскопия, от друга страна, може да се използва за създаване на пълно триизмерно изображение на тъканна проба за броени минути.
Приложения на виртуалната наноскопия
Виртуалната наноскопия има широк спектър от приложения в биологичните изследвания. Тя може да се използва за изследване на структурата на клетки, тъкани и органи. Може да се използва и за проследяване на развитието на ембриони и за изследване на ефектите на лекарства и токсини върху клетките.
В статията изследователите използват виртуална наноскопия, за да анализират ембрион на зебра, човешка кожна тъкан, миши ембрион и клетки от миши бъбрек. Те открили, че виртуалната наноскопия може да се използва за идентифициране на нови структури в клетките и за проследяване на движението на клетките във времето.
Заключение
Виртуалната наноскопия е мощен нов инструмент, който революционизира начина, по който учените изследват биологичните тъкани. Тя предлага няколко предимства пред традиционната електронна микроскопия, включително възможността за създаване на пълни триизмерни изображения на тъканни проби, изследване на тъканни проби по неразрушителен начин и това много по-бързо от традиционната електронна микроскопия. В резултат на това се очаква виртуалната наноскопия да играе основна роля в биологичните изследвания през следващите години.