(PhysOrg.com) -- Avbildningen av levande celler på molekylär nivå var knappt en dröm för tjugo år sedan. I dag, dock, denna dröm är nära att bli verklighet.
I Max Planck Institute for NanoBiophotonics i Göttingen, Stefan Hell (2009 mottagare av Otto Hahn-priset) har utvecklat fluorescensmikroskopimetoder för att observera föremål på nanoskala och tillsammans med sina kollegor Vladimir Belov och Christian Eggeling har en ny serie fotostabila färgämnen som kan användas som fluorescerande markörer realiserats, som rapporterats i en omslagsartikel i Kemi -- En europeisk tidskrift .
Under de senaste två decennierna har Stefan Hell och hans grupp revolutionerat mikroskopikonsten utöver de gränser som anses ha varit okrossbara. På grund av ljusets vågegenskaper (diffraktion) upplösningen hos ett optiskt mikroskop är begränsad till objektdetaljer på cirka 0,2 mikrometer. Fysikens lagar verkade förbjuda avbildningsdetaljer utöver denna gräns. Stefan Hell såg bortom denna begränsning och för cirka femton år sedan blev hans vision konkret; han utvecklade en metod för att observera objekt på nanometerskala genom att sekventiellt stänga av fluorescensen hos närliggande molekyler genom stimulerad emission, en teknik som kallas STED nanoskopi.
Känsligheten för denna teknik beror på ljusstyrkan hos de applicerade fluorescensmarkörerna och deras fotostabilitet är också av stor betydelse. NanoBiophotonics-gruppen har lyckats syntetisera en serie mycket fotostabila och mycket fluorescerande färgämnen. Dessa föreningar avger grönt och orange ljus och är baserade på fluorderivat av det välkända Rhodamine-färgämnet. Användningen av dessa färgämnen i STED-nanoskopi leder till bilder av hög kvalitet med avseende på ljusstyrka och signal-till-bakgrundsförhållande; ytterligare upplösningen jämfört med mer traditionella optiska mikroskop är betydligt förbättrad vilket ger mer detaljerad strukturell information.
Dessa rhodaminbaserade fluorderivat är ännu mer speciella på grund av deras mångsidighet. Föreningarna finns tillgängliga i hydrofila och lipofila former, och med inkluderandet av aminoreaktiva grupper, de kan lätt fästas till antikroppar eller andra biomolekyler under loppet av standardförfaranden för märkning och immunfärgning. Gruppen visar att dessa nya färgämnen kan passera cellmembran och nå det inre av levande celler, vilket skulle kunna leda till nya märkningsstrategier för biologiska system. Alla ögon är nu riktade mot Göttingen för att se hur långt optisk nanoskopi kan gå.
