图片来源:Yurchanka Siarhei/shutterstock.com
为了理解作为人类的我们,以及我们周围的世界是如何运作的,科学家们想要研究细胞的内部运作。虽然在这些微小实体中发生的事情是不可思议的,但实时可视化这些过程并非易事;一种叫做晶格光板显微镜的相对较新的成像平台使这项任务变得稍微容易一些。
晶格光板显微镜(LLSM)是由埃里克·贝齐格(Eric Betzig)开发的,他因开发了超分辨荧光显微镜而在2014年获得诺贝尔化学奖。它使用一种结构光片来激发样品连续平面上的荧光,从而能够捕获时间序列的三维图像,提供动态生物过程的信息。
LLSM是一种新型的组合技术和从Betzig的贝塞尔光束平面照明显微镜、光照明样本与一个虚拟表,一束无衍射光时创建的——所谓的贝塞尔光束扫过成像领域产生高分辨率图像。
使用由细光束组成的晶格网络,可以减少照射到样品的总光量,从而最大限度地减少光毒性。科学家在研究活细胞时遇到的主要挑战之一是如何在不扰乱它们行为的情况下感知它们。LLSM通过使用一个照明平面而不是一个光点来减少电池暴露在光线下的时间来克服这个问题。
LLSM在垂直轴上耦合一个单独的激发透镜到检测透镜,这意味着它可以限制被观察的样品的激发,从而减少光毒性并增加图像采集的速度。
这种光毒性的减少使科学家能够研究亚细胞过程,并使分子、细胞甚至胚胎的三维成像比以前更长的时间具有难以置信的精细细节——所有这些都不会损害活组织。LLSM不仅可以在体内成像三维动态过程,与其他显微镜方法相比,它在速度和灵敏度方面也有优势,并且可以保持温度、二氧化碳和湿度水平。
LLSM用于观察许多动态的细胞相互作用,并允许更精确、详细的研究细胞和创建发展中的生物的连续荧光电影,从而使科学家能够在3D中跟踪单个蛋白质的运动,细胞的生长和分裂以及发育过程的分子动力学。
该技术已被用于可视化膜纳米管,它提供了一种利用可溶性信使(如内分泌信号)在细胞之间进行通信的手段。来自加州大学欧文分校的研究人员已经研究了它们在癌症进展,特别是乳腺癌和对治疗的耐药性中的作用,他们使用LLSM证明培养的细胞形成多个纳米管,介导细胞间Ca2+信号和GFP标记的膜聚集物之间的细胞间通讯。
它也被用来成像膜动力学,即细胞分裂成隔间,然后两个细胞,在有丝分裂。哈佛医学院的科学家们利用LLSM研究了细胞表面质膜中网格蛋白凹坑形成的动力学,发现在有丝分裂后期,网格蛋白凹坑形成的速率较低。
LLSM的潜在应用可能是无限的:然而,为了确保获得良好的图像质量,LLSM目前仅限于透明和薄的样品。由于样本诱发的像差和缺陷,图像在样本内越深,质量就越差。该技术正在积极发展,并与其他技术相结合,以使渗透更深的材料。亚博网站下载
参考文献和进一步阅读
免责声明:本文仅代表作者以个人身份发表的观点,并不代表本网站所有者和运营商阿泽网络有限公司的观点。本免责声明构成条款和条件本网站之使用。