Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje
Dodatkowy u góry

Superrozdzielczy mikroskop autorstwa studentki UW

Superrozdzielczy mikroskop, umożliwiający rozróżnianie szczegółów mniejszych od 200 nanometrów, powstał na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW). Skonstruowany przez Joannę Oracz jest jednym z pierwszych w Polsce urządzeń tego typu. 

Jeszcze kilkanaście lat temu sądzono, że mikroskopy optyczne nigdy nie będą mogły rozróżniać szczegółów mniejszych od 200 nanometrów (miliardowych części metra). "W ostatnich latach naukowcom udało się pokonać to ograniczenie i zbudować przyrządy superrozdzielcze, m.in. konfokalne mikroskopy STED" - poinformował dr Marek Pawłowski z Wydziału Fizyki UW.
 
Prototypowe urządzenie tego typu powstało na Wydziale Fizyki UW, w ramach pracy magisterskiej Joanny Oracz. "Od przyszłego roku nowy mikroskop będzie używany nie tylko do badań z zakresu optyki, ale również do analizy próbek biologicznych" - zapowiedział dr Pawłowski.
Mikroskop na FUW ma rozdzielczość ok. 100 nm, ponad dwukrotnie lepszą od standardowego mikroskopu konfokalnego. Wciąż trwają prace nad zwiększeniem jego rozdzielczości. Celem uczonych jest osiągnięcie rozdzielczości ok. 60 nm. Pozwoliłaby ona obserwować tak drobne szczegóły, jak kolce dendrytyczne neuronów.

"Zaletą naszego mikroskopu jest możliwość kontrolowania wszystkich parametrów i badania fizyki zachodzących zjawisk optycznych" - podkreśla Joanna Oracz, obecnie doktorantka w Laboratorium Procesów Ultraszybkich Instytutu Fizyki Doświadczalnej FUW.

Jak tłumaczy dr Pawłowski, nauka zna wiele metod obrazowania z rozdzielczością rzędu nanometrów np. mikroskopię elektronową czy sił atomowych. Metody te wymagają jednak odpowiedniego spreparowania próbek i umożliwiają obrazowanie wyłącznie samej powierzchni.

"Tam, gdzie w grę wchodzą próbki pochodzenia biologicznego, nierzadko żywe, mikroskopia optyczna nadal jest bezkonkurencyjna. Do jej zalet należy m.in. możliwość obrazowania przestrzennej struktury próbki. Poważną wadą jest natomiast mała rozdzielczość" - wyjaśnia dr Pawłowski.

Pierwszy superrozdzielczy mikroskop fluorescencyjny STED, pokonujący to ograniczenie, zbudował Stefan W. Hell z Max-Planck-Institut fur Biophysikalische Chemie w Goettingen w 1999 roku.

Jak opisuje dr Pawłowski, w standardowej fluorescencyjnej mikroskopii konfokalnej wiązka lasera skanuje próbkę biologiczną i lokalnie wzbudza cząsteczki barwnika, wcześniej w odpowiedni sposób wprowadzone do próbki. Po wzbudzeniu cząsteczki te zaczynają emitować światło. Jest ono przepuszczane przez filtr i rejestrowane przez detektor umieszczony za otworem konfokalnym. Rozmiar otworu powoduje, że światło z płaszczyzn poza ogniskiem obiektywu zostaje usunięte, co zwiększa kontrast obrazu. Sam barwnik dobiera się tak, aby gromadził się we fragmentach żywej komórki budzących zainteresowanie badaczy.

"W mikroskopii STED używa się dodatkowej wiązki laserowej - wygaszającej. Wiązka ma taką długość fali, że w oświetlonych nią cząsteczkach barwnika dochodzi do emisji wymuszonej. Cząsteczki, które za pomocą emisji wymuszonej pozbyły się energii, nie są już zdolne do fluorescencji. Zatem ich światło nie przedostanie się przez filtr przed detektorem i nie będą widoczne na rejestrowanym obrazie" - tłumaczy dr Pawłowski.

Jak czytamy w przesłanym PAP komunikacie FUW, istota metody STED polega na tym, że wiązka wygaszająca przypomina w przekroju obwarzanek - w środku jest wytłumiona. Jeśli tak ukształtowana wiązka zostanie odpowiednio zgrana w czasie i przestrzeni z wiązką oświetlającą, fluorescencja będzie zachodzić przede wszystkim w tym obszarze próbki, który znajduje się w centrum wiązki wygaszającej.

"Dzięki drugiej wiązce obszar próbki, świecący wskutek fluorescencji, jest wyraźnie mniejszy od średnicy wiązek laserowych. Mamy taki efekt, jakbyśmy lepiej zogniskowali wiązkę oświetlającą, co oznacza, że możemy skanować próbkę z większą rozdzielczością" - wyjaśnia Joanna Oracz i dodaje, że gdy rok temu rozpoczynała pracę nad swoim urządzeniem, w Polsce działał tylko jeden mikroskop typu STED, kupiony za półtora miliona euro.

"Skonstruowanie tak wyrafinowanego przyrządu nie byłoby możliwe bez współpracy z innymi instytucjami naukowymi" - podkreśla kierownik Laboratorium Procesów Ultraszybkich Instytutu Fizyki Doświadczalnej FUW prof. Czesław Radzewicz. Podczas prac skorzystano m.in. z doświadczeń zgromadzonych przy budowie mikroskopu konfokalnego w Centrum Laserowym Instytutu Chemii Fizycznej PAN i Wydziału Fizyki UW. Barwienie próbek do testów przeprowadzał Instytut Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego.

Źródło: http://www.naukawpolsce.pap.pl/

Tagi: mikroskop, rozdzielczość, promienie, wiązka promienia, laser, wynalazek, studentka, superrozdzielczość, lab, laboratorium
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Ulepszona metoda diagnozowania guzów mózgu
21-07-2017

Ulepszona metoda diagnozowania guzów mózgu

Naukowcy w ramach projektu HELICOID wykorzystują techniki obrazowania hiperspektralnego w celu lepszej lokalizacji nowotworów złośliwych podczas zabiegów chirurgicznych.

Słodziki szkodzą sercu i tuczą
21-07-2017

Słodziki szkodzą sercu i tuczą

Stosowanie sztucznych środków słodzących takich jak: aspartam, sukraloza czy stewia, zwiększa ryzyko otyłości, cukrzycy, nadciśnienia i chorób serca.

Czy budzenie się w nocy jest normalne?
21-07-2017

Czy budzenie się w nocy jest normalne?

Unijny zespół naukowców przyjrzał się przebudzeniom nocnym i stwierdził, że to powszechne zjawisko stanowi część cyklu snu, a nie jego zaburzenie.

Rozwiązywanie krzyżówek odmładza mózg
21-07-2017

Rozwiązywanie krzyżówek odmładza mózg

Osoby po 50. roku życia, które regularnie rozwiązują krzyżówki, mają w późniejszym wieku mózgi funkcjonujące tak, jakby były o dziesięć lat młodsze.

21-07-2017

"Drugie oblicze" jądra lekkiego pierwiastka

Gdy jądro atomu zostanie wzbudzone, jego kształt może się na bardzo krótką chwilę zmienić. Dotąd zjawisko to obserwowano w najbardziej masywnych pierwiastkach.

Informacje dnia: Dieta ma wpływ na procesy starzenia mózgu Ulepszona metoda diagnozowania guzów mózgu Na świecie powstało już ponad 9.1 mld ton plastiku Słodziki szkodzą sercu i tuczą Czy budzenie się w nocy jest normalne? Rozwiązywanie krzyżówek odmładza mózg Dieta ma wpływ na procesy starzenia mózgu Ulepszona metoda diagnozowania guzów mózgu Na świecie powstało już ponad 9.1 mld ton plastiku Słodziki szkodzą sercu i tuczą Czy budzenie się w nocy jest normalne? Rozwiązywanie krzyżówek odmładza mózg Dieta ma wpływ na procesy starzenia mózgu Ulepszona metoda diagnozowania guzów mózgu Na świecie powstało już ponad 9.1 mld ton plastiku Słodziki szkodzą sercu i tuczą Czy budzenie się w nocy jest normalne? Rozwiązywanie krzyżówek odmładza mózg

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab