Moleküler Ölçüm Çubuğu Süper Çözünürlüklü Mikroskobu Geliştirebilir - Fizik Dünyası

Gündelik bir nesneyi ölçmek istiyorsanız, sabit uzunlukta ve düzenli olarak işaretlenmiş bölümlere sahip bir malzeme parçası olan bir cetvel kullanabilirsiniz. PicoRuler adı verilen yeni bir cihaz sayesinde aynı ölçüm prensibi artık hücreler ve moleküller gibi küçük nesnelere de uygulanabiliyor. Almanya'daki Julius-Maximilians Universität (JMU) Würzburg'daki araştırmacılar tarafından geliştirilen minik ölçüm çubuğu, biyolojik ortamlarda çalışıyor ve süper çözünürlüklü mikroskopi tekniklerinin 10 nm'den kısa nesneleri görüntüleme yeteneğini test etmek için kullanılabilir.

Floresan görüntülemeye dayalı süper çözünürlüklü mikroskopi, son 20 yılda hızla gelişti. Bu tür yöntemlerin birkaç nanometre kadar küçük yapıları (geleneksel görünür ışık mikroskobu için kırınım sınırının çok altında) çözümlemesi artık rutin hale geldi.

Bu teknikleri daha da ileriye taşımak için araştırmacıların mikroskoplarının performansını kalibre edecek referans yapılarına ihtiyaçları var. Şu anda kullanımda olan ana kalibrasyon yöntemi yapay DNA origami yapılarına dayanmaktadır. Bunlar, 10 nm'den daha az aralıklarla iyi tanımlanmış konumlarda birkaç florofor taşıyacak şekilde sentezlenebilir ve bunların 10 nm'nin altındaki görüntüleme için cetveller gibi davranmalarına olanak tanır. Sorun, DNA origamisinin oldukça negatif yüklü olması ve bu nedenle gerçek dünyadaki biyolojik hücresel görüntüleme ortamlarında kullanılamamasıdır.

Yerine tıklamak

Biyoteknoloji uzmanlarının öncülüğünde Markus Sauer ve Gerti BeliuJMU ekibi, çoğalan hücre nükleer antijeni (PCNA) adı verilen üç parçalı bir proteine ​​​​dayanan biyouyumlu bir alternatif geliştirdi. Sentetik amino asitleri bu proteinin üzerine 6 nm aralıklarla kesin olarak tanımlanmış konumlarda ekleyerek, floresan boya moleküllerinin kimyasal olarak verimli bir şekilde proteinin üzerine "tıklamasını" mümkün kıldılar. Bu yeni yapı, nano ölçekli topografide (DNA-PAINT) görüntüleme için DNA bazlı nokta birikimi olarak bilinen bir tekniğin çözünürlüğünü 6 nm'ye kadar test etmelerine olanak sağladı. Sauer, bunun doğrudan stokastik optik yeniden yapılandırma mikroskobu (dSTORM), MINFLUX veya MINSTED gibi diğer teknikler için de önemli olabileceğini söylüyor.

"Bu gelişmiş mikroskopi teknikleri, birkaç nanometre aralığında uzamsal çözünürlükler elde edebilir ve yeni cetvel, bunların doğruluğunu doğrulamak ve geliştirmek için bir kalibrasyon aracı görevi görecek" diyor.

Hücre yapısını içeriden keşfetmek

Araştırmacılar şimdi cetvellerini canlı hücreler de dahil olmak üzere çeşitli biyolojik ortamlarda kullanım için optimize etmeye çalışıyorlar. Sauer, geliştirmenin bir başka yönünün, PicoRuler'ları mikroenjeksiyon veya hücreye nüfuz eden peptitlerle işlevselleştirme gibi teknikler yoluyla doğrudan hücrelerin kendilerine iletmek olabileceğini söylüyor. Böylece cihazlar, bir hücrenin yapısını içeriden keşfetmek, hücresel biyolojiyi ilerletebilecek ve hastalıkların ve ilaç geliştirme yollarının daha iyi anlaşılmasını sağlayacak bilgiler elde etmek için kullanılabilir.

Sauer, "Ekibimiz aynı zamanda PicoRulers olarak kullanılabilecek biyomoleküllerin yelpazesini genişletmeye de odaklanıyor" dedi. Fizik dünyası. "Bu amaçla farklı proteinleri ve diğer biyolojik kompleksleri inceleyeceğiz. PicoRuler'ımızın geliştirilmesinin, süper çözünürlüklü mikroskopi alanında ileriye doğru önemli bir adım attığına ve hücresel ve moleküler yapıları benzeri görülmemiş çözünürlüklerde keşfetmek için değerli bir araç sunduğuna inanıyoruz."

PicoRuler şu şekilde açıklanmaktadır: Gelişmiş malzemeler.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/molecular-measuring-stick-could-advance-super-resolution-microscopy/