Віртуальна наноскопія: вивчення біологічної тканини на клітинному рівні
Що таке віртуальна наноскопія?
Віртуальна наноскопія — це нова технологія, яка дозволяє вченим створювати масштабовані зображення біологічної тканини на клітинному рівні. Вона поєднує тисячі окремих зображень електронного мікроскопа, щоб створити зв’язне та інтерактивне ціле. Це дозволяє глядачам досліджувати структуру тканини з безпрецедентною деталізацією, від перегляду на рівні тканини до внутрішньої частини окремих клітин.
Як працює віртуальна наноскопія?
Віртуальна наноскопія починається зі збору тисяч зображень, які трохи перекриваються, за допомогою електронного мікроскопа. Потім ці зображення зшиваються разом за допомогою автоматизованої программи. Програма використовує метадані про орієнтацію окремих зображень та алгоритм, який порівнює подібні характеристики на кожному зображенні, щоб точно визначити, де їх слід розмістити.
Отримане зображення — це величезний файл, який можна збільшувати та зменшувати, щоб розкрити різні рівні деталізації. Наприклад, зображення ембріона риби-зебри, показане в статті, складається з понад 26 000 окремих зображень і важить у цілому 281 гігапіксель. Це дозволяє глядачам перейти від зменшеного зображення всього ембріона до детального перегляду структур, таких як ядро, в межах конкретної клітини.
Переваги віртуальної наноскопії
Віртуальна наноскопія пропонує кілька переваг порівняно з традиційною електронною мікроскопією. По-перше, вона дозволяє вченим створювати повний 3D-вид зразка тканини. Це на відміну від традиційної електронної мікроскопії, яка може захоплювати тільки двовимірні зображення невеликих ділянок тканини.
По-друге, віртуальна наноскопія дозволяє вченим досліджувати зразки тканини неруйнівним способом. Традиційна електронна мікроскопія вимагає, щоб зразки зберігалися таким чином, який може пошкодити їхню структуру. І навпаки, віртуальна наноскопія не потребує жодної підготовки зразків, тому її можна використовувати для вивчення живих тканин.
По-третє, віртуальна наноскопія набагато швидша за традиційну електронну мікроскопію. Збір та обробка одного зображення електронного мікроскопа може зайняти години або навіть дні. І навпаки, віртуальну наноскопію можна використовувати для створення повного 3D-зображення зразка тканини за лічені хвилини.
Застосування віртуальної наноскопії
Віртуальна наноскопія має широкий спектр застосування в біологічних дослідженнях. Вона може використовуватися для вивчення структури клітин, тканин та органів. Її також можна використовувати для відстеження розвитку ембріонів та дослідження впливу ліків і токсинів на клітини.
У статті дослідники використовували віртуальну наноскопію для аналізу ембріона риби-зебри, зразка шкіри людини, ембріона миші та клітин нирок миші. Вони виявили, що віртуальна наноскопія може використовуватися для визначення нових структур у клітинах та відстеження руху клітин у часі.
Висновки
Віртуальна наноскопія — це потужний новий інструмент, який революціонізує спосіб вивчення біологічної тканини вченими. Вона пропонує кілька переваг порівняно з традиційною електронною мікроскопією, включаючи можливість створювати повні 3D-зображення зразків тканин, досліджувати зразки тканин неруйнівним способом і робити це набагато швидше, ніж за допомогою традиційної електронної мікроскопії. Як наслідок, очікується, що віртуальна наноскопія відіграватиме важливу роль у біологічних дослідженнях у найближчі роки.
