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
Reklama

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje
Dodatkowy na dole

Dodatkowy na dole

Nowa metoda mikroskopii

 

Izraelsko-polski zespół naukowców zademonstrował nową metodę mikroskopii - Q-ISM. Wykorzystuje się w niej kwantowe własności światła fluorescencji do obrazowania próbek biologicznych. Dzięki metodzie tej można uzyskiwać obrazy o lepszej niż dotąd rozdzielczości.

Metoda opracowana przez naukowców z Instytutu Naukowego Weizmanna w Izraelu oraz Laboratorium Optyki Kwantowej Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW) – Quantum Image Scanning Microscopy Q-ISM – opiera się na dwóch znanych już technikach mikroskopii i łączy ich zalety. O badaniach poinformowali przedstawiciele FUW w przesłanym PAP komunikacie.

Mikroskop optyczny umożliwia tworzenie powiększonych obrazów badanych przedmiotów, co czyni go jednym z podstawowych narzędzi nauk przyrodniczych. Biologów często interesują obserwacje bardzo małych obiektów, nawet mniejszych niż mikrometr, co stanowi wyzwanie, gdyż rozdzielczość klasycznego mikroskopu jest ograniczona – obiekty będące bliżej niż połowa długości fali światła (ok. 250 nm dla światła zielonego) przestają być rozróżnialne.

Co prawda istnieje mikroskop elektronowy, który ma rozdzielczość o kilka rzędów wielkości większą, jednak pozwala badać wyłącznie martwe obiekty umieszczone w wysokiej próżni i bombardowane wiązką elektronów. Nie da się tak obserwować żywych organizmów ani naturalnie zachodzących procesów. Z kolei mikroskop sił atomowych pozwala obserwować tylko powierzchnie badanych struktur.

Aby oglądać mniejsze obiekty o delikatnej strukturze, stosuje się mikroskopię fluorescencyjną. Wykorzystuje ona specjalne znaczniki, takie jak białko zielonej fluorescencji (GFP), za którego odkrycie i badanie przyznano w 2008 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Użycie znaczników fluorescencyjnych pozwala obserwować wyłącznie interesujące części badanego obiektu. Jak się okazuje, umiejętne wykorzystanie własności znaczników fluorescencyjnych pozwala też przekroczyć ograniczenia rozdzielczości w klasycznej mikroskopii, za co również przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w roku 2014.

W ominięciu ograniczeń związanych z właściwościami światła pomocna jest też mikroskopia konfokalna. Obraz powstaje poprzez przeskanowanie obiektu i rejestrację natężeń fotonów w każdym punkcie skanu za pomocą detektora. Zmniejszając rozmiar detektora można poprawić rozdzielczość kosztem ilości zarejestrowanego światła, w praktyce uzyskując rozdzielczość ok. 1,5 raza większą niż w klasycznym mikroskopie.

Mikroskop konfokalny można zmodyfikować, zastępując pojedynczy detektor wieloma detektorami małych rozmiarów. Dzięki temu uzyskuje się wiele przesuniętych względem siebie obrazów o wyższej rozdzielczości, które następnie nakłada się na siebie. Ta metoda, nazwana Image Scanning Microscopy (ISM) pozwala uzyskać obraz o wyższej rozdzielczości bez zbędnej utraty sygnału, w przeciwieństwie do mikroskopu konfokalnego, w którym poprawa rozdzielczości jest uzyskiwana kosztem poziomu sygnału.

Każdy ze znaczników fluorescencyjnych, wzbudzony krótkim błyskiem światła, może wyemitować tylko jeden foton. Prowadzi to do antygrupowania fotonów (ang. photon antibunching). Ten kwantowomechaniczny efekt jest podstawą mikroskopii korelacji kwantowych, którą intuicyjnie rozumieć można jako wykrywanie brakujących (względem klasycznego światła) par fotonów w danym punkcie. Detekcja pary może być traktowana podobnie do detekcji pojedynczego fotonu o dwukrotnie mniejszej długości fali, co przekłada się na dwukrotnie wyższą rozdzielczość przestrzenną.

Rejestracja informacji o brakujących parach wymaga detektorów zdolnych do wykrywania pojedynczych fotonów, których nie wykorzystywano dotychczas w standardowym ISM. Mikroskopia korelacji kwantowych liczy brakujące pary fotonów w każdym punkcie skanu przy pomocy detektora bez rozdzielczości przestrzennej. Zastosowanie wielopikselowego detektora oraz adaptacja metody analizy danych do mikroskopii korelacji kwantowych umożliwiła pomiary korelacji w przestrzeni, zwiększając rozdzielczość układu.

Mikroskopia korelacji kwantowych dostarcza informacji komplementarnych do tych otrzymywanych z ISM, co pozwala poprawić rozdzielczość i jakość otrzymywanych obrazów. W pracy opublikowanej w prestiżowym czasopiśmie "Nature Photonics" naukowcy porównali między innymi rozdzielczość przestrzenną metod ISM oraz Q-ISM, otrzymując poprawę rozdzielczości odpowiednio o czynnik 1,3 oraz 1,8 względem standardowego mikroskopu szerokiego pola.

Zgodnie z wiedzą autorów jest to pierwsze wykorzystanie kwantowych własności światła fluorescencji do obrazowania próbek biologicznych. Połączenie wysokiej rozdzielczości Q-ISM z wysokim stosunkiem sygnału do szumu standardowej ISM może prowadzić do metody obrazowania znacznie przekraczającej możliwości każdej z technik z osobna.

Badania sfinansowano m.in. ze środków ERC, FNP, NCN i MNiSW.

 
Żródło: pap.pl


Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Informacje dnia: Polub swoje ciało, a poczujesz się lepiej Dla chorych na raka trzustki liczy się każdy postęp w terapii Alergia na białko mleka krowiego to poważna choroba Pomaganie innym może działać jak prozac Chiny wśród państw o największym spożyciu soli Sztuczne pompy są już częściej wszczepiane niż serca od dawców Polub swoje ciało, a poczujesz się lepiej Dla chorych na raka trzustki liczy się każdy postęp w terapii Alergia na białko mleka krowiego to poważna choroba Pomaganie innym może działać jak prozac Chiny wśród państw o największym spożyciu soli Sztuczne pompy są już częściej wszczepiane niż serca od dawców Polub swoje ciało, a poczujesz się lepiej Dla chorych na raka trzustki liczy się każdy postęp w terapii Alergia na białko mleka krowiego to poważna choroba Pomaganie innym może działać jak prozac Chiny wśród państw o największym spożyciu soli Sztuczne pompy są już częściej wszczepiane niż serca od dawców

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje