MIT izveido budžeta attēlveidošanas metodi ar 10 nanometru precizitāti

Jauna zemu izmaksu attēlveidošanas tehnika, ko izstrādājuši MIT inženieri, ļaus zinātniekiem attēlot vīrusus un

varbūt pat atsevišķas biomolekulas.Tas ir balstīts uz izplešanās mikroskopiju. Šī pieeja ietver bioloģisko paraugu iegulšanu hidrogēlā un pēc tam to paplašināšanu pirms attēlveidošanas ar mikroskopu. Jaunajai attēlveidošanas tehnikai pētnieki izstrādāja jauna veida hidrogēlu. Tās iezīme ir tā, ka tā atbalsta vienveidīgāku konfigurāciju. Tas savukārt ļauj precīzāk attēlot sīkas bioloģiskās struktūras.

Šī precizitātes pakāpe palīdzēs izpētīt pamata molekulārās mijiedarbības, kas padara dzīvību iespējamu, skaidro MIT profesors Edvards Boidens. 

Laboratorijas visā pasaulē ir sākušas izmantotizplešanās mikroskopija kopš Boydena laboratorija pirmo reizi to ieviesa 2015. gadā. Izmantojot šo paņēmienu, pētnieki pirms attēlveidošanas fiziski palielina savus paraugus līdz aptuveni četras reizes lielākam par lineāro izmēru. Tas ļauj viņiem izveidot augstas izšķirtspējas attēlus bez dārga aprīkojuma. 

Rakstā, kas publicēts 2017. gadā, laboratorijaBoidena demonstrēja apmēram 20 nanometru izšķirtspēju, izmantojot procesu, kurā paraugi pirms attēlveidošanas tika divreiz paplašināti. Šī pieeja, kā arī izplešanās mikroskopijas agrākās versijas ir balstītas uz absorbējošu polimēru, kas izgatavots no nātrija poliakrilāta. Šie gēli uzbriest, pakļauti ūdens iedarbībai. Tomēr viens no viņu kritiskajiem ierobežojumiem ir tas, ka tie nav pilnīgi vienādi pēc struktūras vai blīvuma. Šī nevienmērība noved pie nelielas parauga formas deformācijas tās izplešanās laikā, kas ierobežo sasniedzamo precizitāti.

Lai to pārvarētu, MIT ir izstrādājis jaunugēls – tetragels, kas veido paredzamāku struktūru. Apvienojot tetraedriskās polietilēnglikola molekulas ar tetraedriskiem nātrija poliakrilātiem, zinātniekiem izdevās izveidot režģa struktūru. Tas ir daudz viendabīgāks nekā brīvo radikāļu sintezētie nātrija poliakrilāta hidrogēli, kas tika izmantoti iepriekš.

Zinātnieki ir pierādījuši jaunās pieejas precizitātiattēlveidošanai, izmantojot to, lai paplašinātu 1. tipa herpes simplex vīrusa (HSV-1) daļiņas. Viņiem ir raksturīga sfēriska forma. Pēc vīrusu daļiņu paplašināšanas pētnieki formas salīdzināja ar formām, kas iegūtas, izmantojot elektronu mikroskopiju. Izrādījās, ka deformācija bija daudz mazāka nekā iepriekšējās paplašinošās mikroskopijas versijās. Tas ļāva sasniegt aptuveni 10 nanometru precizitāti.

Lasīt vairāk

Vētrainākā vieta uz Zemes: kāpēc Drake Passage ir visbīstamākais ceļš uz Antarktīdu

Jauns urāna savienojums pārspēj anomālas vadītspējas rekordu

Mars Express palīdzēja uzzināt, kur un kā pazuda ūdens no Sarkanās planētas