Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) Марк Эллисман (Mark Ellisman), ныне покойный Роджер Тсен (Roger Tsien), который скоропостижно оставил этот мир летом, и их коллеги представили результаты работы в области цветной электронной микроскопии. Работа с иллюстрациями в виде цветных фотографий клеточных мембран и синаптических связей между клетками головного мозга, сделанными при увеличении до десяти млн раз, опубликованы в журнале Cell Biology.
Исследовательская группа работала над этим методом в течение почти пятнадцати лет. Зеленый, красный или желтый цвета могут быть одновременно использованы в изображении. Специальный детектор на микроскопе захватывает электроны от ионов металлов, которым закрашивали образцы и отображает потери энергии в качестве цвета. Техник должен добавлять ионизированные металлы по одному за раз, а затем составить полную цветовую картину.
«Это немного походит на то, когда вы впервые видите цветную фотографию после того, как знали только черно-белую. За последние 50 лет или около того, мы так привыкли к монохромным электронным микрофотографиям, что теперь трудно представить, что мы могли бы вернуться. Этот метод имеет много потенциальных применений в биологии. В работе показано, каким образом она может различать клеточные отсеки или дорожки белков», — сказал Стивен Адамс, один из авторов работы.
Для получения эффекта многоцветной фотографии исследователи использовали металлические комплексы, которые достаточно стабильны, чтобы выдержать применение (это означает, что они не должны быстро портиться и размывать изображение) и иметь четкую скорость потери электронов. Для этого авторы проекта использовали ионизированный лантан (La), церий (Ce) и празеодим (Pr) — все металлы из семейства лантаноидов. Каждый из них последовательно наносится на образец и помещается в микроскоп.
«Мы потратили очень много времени, пытаясь выяснить, как внести один из лантаноидов, а затем очистить его так, чтобы он не реагировал, когда мы наносим второй на его место», — рассказал Марк Эллисман.
После того, как процесс работы был завершен, исследовательская группа проиллюстрировала мощность многоцветной электронной микроскопии, визуализируя две клетки мозга, использующие один синапс. Они также показали пептиды, поступающий через клеточную мембрану. Новый метод аналогичен флуоресцентной микроскопии — инструмент, который детектирует цветной свет, испускаемый из светящихся белков маркированных в биологическом образце — но сочетает их с выгодами от подробностей, которые можно увидеть только с помощью электронной микроскопии.
Исследователи говорят, что есть возможность усовершенствовать процесс визуализации ионов металла и получать изображения с большим количеством цветов. Кроме того они уже разрабатывают способы повышения количества наносимых ионов металлов, что также может повысить разрешение снимков.
