Virtuell nanoskopi: Utforska biologisk vävnad på cellnivå
Vad är virtuell nanoskopi?
Virtuell nanoskopi är en ny teknik som gör det möjligt för forskare att skapa zoombara bilder av biologisk vävnad på cellnivå. Den kombinerar tusentals enskilda bilder från elektronmikroskop för att skapa en sammanhängande och interaktiv helhet. Detta gör det möjligt för betraktare att utforska vävnadens struktur i oöverträffad detalj, från en vy på vävnadsnivå ner till insidan av enskilda celler.
Hur fungerar virtuell nanoskopi?
Virtuell nanoskopi börjar med att samla in tusentals något överlappande bilder med hjälp av ett elektronmikroskop. Dessa bilder sammanfogas sedan med hjälp av ett automatiserat datorprogram. Programmet använder metadata om de enskilda bildernas orientering och en algoritm som jämför liknande funktioner i varje bild för att avgöra exakt var de ska placeras.
Den resulterande bilden är en massiv fil som kan zoomas in och ut för att avslöja olika detaljnivåer. Till exempel är bilden av ett zebrafiskembryo som visas i artikeln sammansatt av mer än 26 000 enskilda bilder och väger totalt 281 gigapixlar. Detta gör det möjligt för betraktare att gå från en utzoomad bild av hela embryot till en detaljerad vy av strukturer, såsom en cellkärna, i en specifik cell.
Fördelarna med virtuell nanoskopi
Virtuell nanoskopi erbjuder flera fördelar jämfört med traditionell elektronmikroskopi. För det första gör det det möjligt för forskare att skapa en komplett 3D-vy av ett vävnadsprov. Detta står i kontrast till traditionell elektronmikroskopi, som endast kan ta 2D-bilder av små områden av vävnad.
För det andra gör virtuell nanoskopi det möjligt för forskare att utforska vävnadsprover på ett icke-förstörande sätt. Traditionell elektronmikroskopi kräver att prover konserveras på ett sätt som kan skada deras struktur. Virtuell nanoskopi, å andra sidan, kräver ingen provpreparering, så den kan användas för att studera levande vävnad.
För det tredje är virtuell nanoskopi mycket snabbare än traditionell elektronmikroskopi. Det kan ta timmar eller till och med dagar att samla in och bearbeta en enda elektronmikroskopibild. Virtuell nanoskopi, å andra sidan, kan användas för att skapa en komplett 3D-bild av ett vävnadsprov på några minuter.
Tillämpningar av virtuell nanoskopi
Virtuell nanoskopi har ett brett spektrum av tillämpningar inom biologisk forskning. Den kan användas för att studera strukturen hos celler, vävnader och organ. Den kan också användas för att följa utvecklingen av embryon och för att undersöka effekterna av läkemedel och toxiner på celler.
I artikeln använde forskarna virtuell nanoskopi för att analysera zebrafiskembryot, mänsklig hudvävnad, ett musembryo och njurceller från möss. De fann att virtuell nanoskopi kan användas för att identifiera nya strukturer i celler och för att spåra rörelsen av celler över tid.
Slutsats
Virtuell nanoskopi är ett kraftfullt nytt verktyg som revolutionerar sättet som forskare studerar biologisk vävnad. Den erbjuder flera fördelar jämfört med traditionell elektronmikroskopi, inklusive förmågan att skapa kompletta 3D-bilder av vävnadsprover, att utforska vävnadsprover på ett icke-förstörande sätt och att göra detta mycket snabbare än traditionell elektronmikroskopi. Som ett resultat förväntas virtuell nanoskopi spela en viktig roll i biologisk forskning under de kommande åren.