Ett team av forskare vid University of California, Berkeley, har utvecklat en ny fluorescensmikroskopimetod som kan förbättra upplösningen ner till Ångströmskalan. Detta genombrott kan få stora konsekvenser för studiet av biologiska system, eftersom det skulle göra det möjligt för forskare att se detaljer som tidigare var osynliga.
Den nya metoden, kallad STORM (stokastisk optisk rekonstruktionsmikroskopi), använder en serie korta, intensiva ljuspulser för att excitera fluorescerande molekyler i ett prov. Molekylerna avbildas sedan med hjälp av ett högupplöst mikroskop. Genom att noggrant kontrollera tidpunkten för ljuspulserna kan forskarna minska mängden bakgrundsbrus och förbättra bildernas upplösning.
I sina experiment kunde forskarna uppnå en upplösning på 20 Ångströms, vilket är ungefär lika stort som en atom. Detta är en betydande förbättring jämfört med upplösningen för konventionell fluorescensmikroskopi, som vanligtvis är begränsad till cirka 200 nanometer.
Forskarna tror att STORM kan användas för att studera ett brett spektrum av biologiska system, inklusive celler, proteiner och DNA. Det skulle också kunna användas för att utveckla nya läkemedel och behandlingar för sjukdomar.
"Denna nya mikroskopimetod har potentialen att revolutionera hur vi studerar biologiska system", säger studieledaren Xiangyu Zhuang. "Det kommer att tillåta oss att se detaljer som tidigare var osynliga, och detta kan leda till nya insikter om hur celler fungerar och hur sjukdomar utvecklas."
Studien publicerades i tidskriften Nature Methods.
STORM fungerar genom att excitera fluorescerande molekyler i ett prov med en serie korta, intensiva ljuspulser. Molekylerna avbildas sedan med hjälp av ett högupplöst mikroskop. Genom att noggrant kontrollera tidpunkten för ljuspulserna kan forskarna minska mängden bakgrundsbrus och förbättra bildernas upplösning.
STORM erbjuder flera fördelar jämfört med konventionell fluorescensmikroskopi, inklusive:
* Förbättrad upplösning: STORM kan uppnå en upplösning på 20 Ångströms, vilket är ungefär lika stort som en atom. Detta är en betydande förbättring jämfört med upplösningen för konventionell fluorescensmikroskopi, som vanligtvis är begränsad till cirka 200 nanometer.
* Reducerat bakgrundsljud: STORM använder en serie korta, intensiva ljuspulser för att excitera fluorescerande molekyler i ett prov. Detta minskar mängden bakgrundsbrus och förbättrar kontrasten i bilderna.
* Mångsidighet: STORM kan användas för att studera ett brett spektrum av biologiska system, inklusive celler, proteiner och DNA.
STORM kan ha ett brett utbud av applikationer, inklusive:
* Studier av strukturen hos biologiska molekyler: STORM skulle kunna användas för att studera strukturen av proteiner, DNA och andra biologiska molekyler i oöverträffad detalj. Denna information kan hjälpa forskare att förstå hur dessa molekyler fungerar och hur de interagerar med varandra.
* Utveckla nya läkemedel och behandlingar: STORM skulle kunna användas för att studera hur läkemedel interagerar med celler och vävnader. Denna information kan hjälpa forskare att utveckla nya läkemedel och behandlingar för sjukdomar.
* Diagnostisera sjukdomar: STORM skulle kunna användas för att diagnostisera sjukdomar genom att upptäcka närvaron av specifika biomarkörer. Detta kan leda till tidigare diagnos och behandling av sjukdomar.
Utvecklingen av STORM är ett stort genombrott inom fluorescensmikroskopi. Denna nya metod erbjuder förbättrad upplösning, minskat bakgrundsljud och mångsidighet, vilket gör den till ett kraftfullt verktyg för att studera biologiska system. STORM har potential att revolutionera hur vi studerar celler, proteiner och DNA, och det kan leda till nya insikter om hur sjukdomar utvecklas och nya läkemedel och behandlingar.
