Новая техника обладает более высоким разрешением, молекулярной визуализации и анализа

Исследовательская группа Северо-Западного университета разработала новый метод для проведения спектроскопических nanoscopy, подход, который может помочь исследователям понять более сложных биомолекулярных взаимодействий и характеристики клеток и болезней за один-молекулярном уровне.

Новая система называется дисперсной асимметрично спектроскопии одиночных молекул локализации микроскопии (SDsSMLM), опирается на уже имеющиеся sSMLM методов, разработанных в Маккормик Инженерной школы обеспечить более точное спектроскопическое одиночн-молекулы анализ, чтобы изучить, как клетки за некоторых раковых заболеваний, или заболеваний, таких как диабетическая ретинопатия, функционировать в своих локализованных сред.

Хотя современные спектроскопические одиночн-молекулы методов микроскопии локализации достичь супер-разрешения и один-молекулярной спектроскопии одновременно текущие проекты sSMLM страдают от снижения разрешения и спектральной точности. Это вызвано тем, что система деления конечного числа испущенных фотонов — атомные частицы, передающие электромагнитное свет-между двумя отдельными каналами для пространственной и спектральной томографии.

«Мы не должны быть удовлетворены, чтобы знать, только когда конкретная молекула или где много молекул без дифференциации их свойств», — сказал Хао Чжан, профессор биомедицинской инженерии, который возглавлял исследование. «Наш подход позволяет нам в полной мере использовать все фотоны от каждой эмиссии, как для пространственной визуализации и спектрального анализа. В результате, мы значительно улучшили пространственное разрешение изображений и спектральных точности по сравнению с существующими методами sSMLM.»

Документ с описанием работы, под названием «симметрично разошлись спектроскопии одиночных молекул локализационной микроскопии» был опубликован 25 мая в свет журнал: Наука и приложения. Чэн Сун, профессор машиностроения, был соавтором на бумаге.

В отличие от существующих подходов sSMLM, которые часто используют пропорции 1:3, чтобы разделить фотографии между пространственным и спектральным каналам, SDsSMLM обязывает всех существующих фото, чтобы создать два зеркальных спектральных образов. Этот подход экстракты спектральной информации в максимально высоком разрешении. Кроме того, поскольку изображения симметрично, исследователи могут определить пространственной информации путем определения средней точки между двумя спектральных образов.

По сравнению с существующей sSMLM, используя то же количество фотографий, исследователи обнаружили, что SDsSMLM улучшения пространственной точности на 42 процента и спектральная точность на 10 процентов.

«Мы поняли, что пространственной информации полностью забывают спектрального изображения в существующие методы sSMLM», — сказал Чжан. «Такой подход позволяет нам применять все доступные фотонов для спектрального анализа отодвинуть предел разрешения, а также приобретение пространственного воображения.»

При использовании вместе с спектроскопический один-молекулярных методов визуализации, SDsSMLM может быть адаптирован для 3D-визуализации сотовой связи, важным инструментом в области клеточной биологии и материаловедения, что позволяет исследователям проследить, как клетки взаимодействуют в своей среде.

«Этот метод справедливо для всех молекул, независимо от их эмиссионные спектры и спектральные вариации минуту, даже среди одного вида молекул», — сказал Чжан. «С улучшенным пространственным разрешением и спектральной точности, sSMLM найдет широкое применение в мульти-молекулярных визуализации клеток и трехмерного отслеживания для отдельных наночастиц в биологических исследованиях и химия».

В дополнение к расширенные возможности системы визуализации, компактный природы SDsSMLM обеспечивает легкую интеграцию и надежную работу с обычными системами люминесцентный микроскоп. В сочетании с открытой подключаемый модуль источника исследователи разработали называют RainbowSTORM, Чжан надеется, что другие члены биологического научного сообщества будут учтены передовой технологии в собственной работе.

«Наша конструкция является автономной и может быть установлена в большинство систем микроскопом», — сказал Чжан. «Мы надеемся, что другие исследователи использовали то, что мы создали».

сделать разницу: спонсорские возможности