Kính hiển vi điện tử: Mang màu sắc đến thế giới nano
Giới thiệu
Kính hiển vi điện tử là công cụ mạnh mẽ cho phép các nhà khoa học quan sát các vật thể ở cấp độ nano. Tuy nhiên, kính hiển vi điện tử thông thường tạo ra hình ảnh đen trắng, có thể gây khó khăn trong việc phân biệt giữa các cấu trúc tế bào khác nhau.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, San Diego đã phát triển một kỹ thuật mới để thêm màu sắc nhân tạo vào hình ảnh kính hiển vi điện tử. Kỹ thuật này có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu trúc và chức năng bên trong tế bào.
Kỹ thuật hoạt động như thế nào
Kỹ thuật mới kết hợp kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử. Đầu tiên, các nhà khoa học sử dụng kính hiển vi quang học để xác định các cấu trúc mà họ muốn làm nổi bật. Sau đó, họ đưa một lượng nhỏ kim loại đất hiếm vào các cấu trúc đó.
Tiếp theo, họ đưa mẫu vào kính hiển vi điện tử. Kính hiển vi điện tử bắn các electron vào mô. Một số electron đi xuyên qua, trong khi những electron khác va vào vật liệu dày hơn hoặc nặng hơn và bật trở lại.
Một số electron đập vào kim loại đất hiếm và đẩy một electron ở đó ra. Điều này khiến electron bị đẩy ra ngoài, cùng với một chút năng lượng. Năng lượng này là riêng biệt đối với từng kim loại cụ thể được sử dụng, và đây là thứ mà kính hiển vi đo được. Kỹ thuật này được gọi là phổ năng lượng mất mát electron.
Ứng dụng của kỹ thuật
Các nhà khoa học đã sử dụng kỹ thuật mới để chụp ảnh các cấu trúc tế bào như phức hợp Golgi, protein trên màng sinh chất và thậm chí protein tại các khớp thần kinh trong não.
Kỹ thuật này có thể được sử dụng để nghiên cứu nhiều quá trình sinh học khác nhau, bao gồm:
- Vị trí của protein bên trong tế bào
- Sự tương tác giữa các cấu trúc tế bào khác nhau
- Sự phát triển và tiến triển của bệnh tật
Lợi ích của kỹ thuật
Kỹ thuật mới mang lại một số lợi ích so với kính hiển vi điện tử thông thường:
- Hình ảnh màu sắc: Kỹ thuật này thêm màu sắc nhân tạo vào hình ảnh kính hiển vi điện tử, giúp dễ dàng phân biệt giữa các cấu trúc tế bào khác nhau.
- Độ phân giải cao: Kỹ thuật này cung cấp hình ảnh có độ phân giải cao, cho phép các nhà khoa học quan sát các vật thể ở cấp độ nano.
- Tính linh hoạt: Kỹ thuật này có thể được sử dụng để chụp ảnh nhiều loại mẫu sinh học.
So sánh với các kỹ thuật khác
Có những kỹ thuật khác có thể được sử dụng để cung cấp hình ảnh màu từ kính hiển vi điện tử. Tuy nhiên, các kỹ thuật này có những hạn chế riêng.
- Kính hiển vi điện tử quang học tương quan: Kỹ thuật này yêu cầu hai hình ảnh khác nhau từ hai kính hiển vi khác nhau, điều này có thể làm giảm độ chính xác.
- Đánh dấu miễn dịch bằng vàng: Kỹ thuật này có thể tạo ra vết nhuộm không rõ ràng.
Di sản của Roger Tsien
Bài báo mô tả kỹ thuật mới là bài báo cuối cùng mang tên Roger Tsien, một nhà hóa học từng đoạt giải Nobel đã qua đời vào tháng 8. Tsien được biết đến nhiều nhất với việc sử dụng protein huỳnh quang từ sứa để chiếu sáng các cấu trúc tế bào.
Kỹ thuật mới là minh chứng cho di sản đổi mới của Tsien trong lĩnh vực kính hiển vi. Đây là một công cụ mạnh mẽ có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về thế giới ở cấp độ nano.
Kết luận
Kỹ thuật mới để thêm màu sắc nhân tạo vào hình ảnh kính hiển vi điện tử là một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực kính hiển vi. Nó có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu trúc và chức năng bên trong tế bào và có thể dẫn đến những hiểu biết mới về nhiều quá trình sinh học khác nhau.
