Материалы портала «Научная Россия»

Увидеть отдельные молекулы

Увидеть отдельные молекулы
Ученые Института прикладной физики РАН  реализовали свой вариант прибора, работающего по принципу локализационной микроскопии. 

Оптическая микроскопия давно используются учеными для изучения отдельных структур и клеток мозга. Вследствие дифракции света, разрешение метода ограничено длиной световой волны и не превышает сотен нанометров. С появлением метода флуоресцентной локализационной микроскопии STORM (stochastic optical reconstruction microscopy), создатели которого Эрик Бетциг, Штефан Хелль и Уильям Мёрнер были отмечены Нобелевской премией в 2014 году, стало возможным исследовать разнообразные биологические структуры с разрешением в многократно превосходящим дифракционный предел. Метод основан на создании условий, при которых в каждый момент времени вспыхивает случайный набор редко расположенных молекулярных меток, микроскопические изображения которых не перекрываются. Это позволяет с путем нетривиальной математической обработки находить положение молекулы по её изображению с точностью в десятки раз превосходящей дифракционный предел.

Ученые Института прикладной физики РАН под руководством доктора физико-математических наук Григория Валентиновича Геликонова реализовали свой вариант прибора, работающего по принципу локализационной микроскопии. Прибор обеспечивает визуализацию биологических структур с разрешением, достигающим 10 нанометров. Этот уровень разрешения соответствует мировому уровню, достигнутому методом STORM. При создании прибора нижегородскими учеными был разработан ряд оригинальных методов и подходов, повышающих разрешение итогового изображения. Кроме того, отечественный прибор оказался как минимум в два раза дешевле зарубежных аналогов.

О значимости проводимых работ и созданных приборов свидетельствует еще одна престижная премия, называемая иногда по имени ее основателя «Нобелевкой Мильнера». В 2018 году за открытие скрытых структур в клетках путём разработки визуализации со сверхвысоким разрешением - метода, превысившего фундаментальный предел пространственного разрешения оптической микроскопии, - премией «За прорывные достижения в науках о жизни» была награждена Сяовэй Чжуан (Xiaowei Zhuang) из Гарвардского университета.

Название изображения

Фото. Слева вверху: микроскопическое изображение тубулина, окрашенного красителем Alexa Fluor 647 (разрешение  230 нм). Справа вверху: изображение того же объекта, полученное методом STORM. Точность локализации отдельных флуоресцирующих молекул 12 нм. В нижнем ряду увеличенные фрагменты соответствующих изображений из верхнего ряда.

Авторский коллектив: Г.В. Геликонов, А.А. Моисеев, П.А. Шилягин, С.Ю. Ксенофонтов, В.Н. Ромашов, Т.В. Василенкова 

академия наук ипф ран метод флуоресцентной локализационной микроскопии storm оптическая микроскопия ран

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.