Ett nytt färgämne kan göra det möjligt för forskare att se naturliga processer i extremt små komponenter av levande celler under en längre tidsperiod; en tidigare ouppnåelig bedrift.

Optisk mikroskopi gör det möjligt för forskare att se och skilja mellan objekt som är cirka 200 nanometer (nm) från varandra. I jämförelse, ett människohår är ungefär 90, 000 nm tjock. Tyvärr, de flesta föremål av intresse inom biologi, såsom organeller i celler och proteiner, är mycket mindre än 200 nm.

Biologer har letat efter sätt att förbättra upplösningen i mikroskop, banbrytande inom superupplösningsmikroskopi. Stimulated emission depletion (STED) mikroskopi är en sådan förbättring:en ljuskälla fokuserar på en intressant plats medan den omgivande zonen hålls mörkt och nedtonad, så att säga, använda en speciell laser för att bilda en bakgrund utan störningar. Denna teknik är fluorescensbaserad, använda speciella färgämnen för att märka cellerna eller strukturerna av intresse.

STED-mikroskopi är mycket effektivt, gör det möjligt för forskare att upptäcka föremål som bara är tiotals nanometer från varandra. Dock, det kommer med sina egna utmaningar:viktigast av allt, att den speciella laser som används för att tona ner bakgrunden är, kontraintuitivt, väldigt intensivt. Det är inte många färgämnen som klarar denna intensitet utan att förlora fluorescens så snabbt att endast ett fåtal bilder kan tas, vilket är alldeles för snabbt för forskarnas behov.

Professor Shigehiro Yamaguchi och professor Tetsuya Higashiyama från Institute of Transformative Bio-Molecules vid Nagoya University i Japan har utvecklat ett färgämne, kallas C-Naphox, den där, tack vare en kolbunden struktur, är mycket stabil och dämpar inte ens under de svåra förhållandena vid STED-mikroskopi. Det är också giftfritt, så det kan användas i levande celler.

Forskarna fann att färgen förblev stabil efter två timmars bestrålning. När du tar flera bilder i följd - en viktig del av superupplösningsmikroskopi eftersom det gör det möjligt för forskare att följa levande celler som genomgår sina naturliga processer över tid - fann teamet att C-Naphox förblev stabil efter fem bilder. Även efter att ha tagit 50 bilder, mer än 80 procent av C-Naphox-signalen återstod. I jämförelse, ett av de bästa alternativen som finns kommersiellt, en förening som heter Alexa 488, nedtonad nästan till osynlighet efter att ha tagit bara fem bilder. När väl tillgängligt, C-Naphox bör möjliggöra långvarig registrering av levande celler med STED-mikroskopi; en tidigare ouppnåelig bedrift.