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创造新式光谱纳米成像办法!是否可用于3D细胞成像?

西北大学科学家开发了一种进行光谱纳米成像调查的新办法,这种办法能够协助研讨人员了解更杂乱的生物分子相互作用,并在单分子水平上表征细胞和疾病。这个名为不对称涣散光谱单分子定位显微镜(SDsSMLM)的新…

西北大学科学家开发了一种进行光谱纳米成像调查的新办法,这种办法能够协助研讨人员了解更杂乱的生物分子相互作用,并在单分子水平上表征细胞和疾病。这个名为不对称涣散光谱单分子定位显微镜(SDsSMLM)的新体系,建立在麦考密克工程学院开发的现有sSMLM技能基础上,以供给更准确的光谱单分子剖析,以研讨某些癌症或糖尿病视网膜病变等疾病背面的细胞在其部分环境中的功用。

现在的光谱单分子定位显微技能一起完成了超分辩成像和单分子光谱,可是现有单分子光学显微镜规划存在成像分辩率和光谱精度下降的问题。这是因为该体系将有限数量的发射光子分红两个独立的通道,用于空间和光谱成像。领导这项研讨的生物医学工程教授张浩(音译)说:咱们不应该满足于只知道一个特定的分子在哪里,或许许多分子在哪里,而不区别它们的性质。

新研讨办法使科学家能够充分利用每个发射的一切光子进行空间成像和光谱剖析。因而,与现有涣散光谱单分子定位显微镜技能比较,明显进步了空间成像分辩率和光谱精度,其研讨成果宣布在《光:科学与运用》期刊上。与现有涣散光谱单分子定位显微镜办法不同,新的显微镜一般运用1:3的份额在空间和光谱通道之间切割相片,涣散光谱单分子定位显微镜将一切可用的相片提交给创立两个镜像光谱图画。

这种办法以尽可能高的分辩率提取光谱信息。此外,因为图画是对称的,研讨人员依然能够经过辨认两幅光谱图画之间的中点来辨认空间信息。研讨人员发现,与运用相同数量相片的现有sSMLM比较,涣散光谱单分子定位显微镜将空间精度进步了42%,光谱精度进步了10%。在现有sSMLM技能中,光谱图画中的空间信息被彻底疏忽了。

这种办法使科学家能够将一切可用的光子运用于光谱剖析,以进步分辩率极限,一起还能够获得空间成像。当与光谱单分子成像技能结合运用时,涣散光谱单分子定位显微镜可用于3D细胞成像,这是细胞生物学和材料科学中的一种根本东西,使研讨人员能够盯梢细胞在其环境中怎么相互作用。这项技能适用于一切分子,不论发射光谱和细小的光谱改变,甚至在同一种分子之间也是如此。

跟着空间分辩率和光谱精度的进步,sSMLM将在细胞内的多分子成像以及生物和化学研讨中对单个纳米粒子三维盯梢方面找到更广泛的运用。除了该体系的先进成像才能外,涣散光谱单分子定位显微镜的细小性还答应与传统荧光显微镜体系轻松集成和牢靠操作。结合研讨人员开发名为RainbowSTORM的开源插件,研讨人员期望生物研讨界的其他成员,能将这项先进技能归入研讨工作中,规划是独立的,能够安装在大多数显微镜体系上。

博科园|研讨/来自:西北大学

研讨宣布期刊《光:科学与运用》

DOI: 10.1038/s41377-020-0333-9

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