MIT creëert een goedkope beeldvormingsmethode met een nauwkeurigheid van 10 nanometer

Een nieuwe, goedkope beeldvormingstechniek van MIT-ingenieurs zal wetenschappers in staat stellen virussen in beeld te brengen en,

misschien zelfs individuele biomoleculen.Het is gebaseerd op expansiemicroscopie. Deze aanpak omvat het inbedden van biologische monsters in een hydrogel en deze vervolgens uit te breiden voordat ze met een microscoop worden afgebeeld. Voor de nieuwe beeldvormingstechniek ontwikkelden de onderzoekers een nieuw type hydrogel. Het kenmerk is dat het een meer uniforme configuratie ondersteunt. Hierdoor kunnen kleine biologische structuren met grotere precisie in beeld worden gebracht.

Deze mate van precisie zal helpen bij het bestuderen van de fundamentele moleculaire interacties die het leven mogelijk maken, legt Edward Boyden, een professor aan het MIT, uit.

Laboratoria over de hele wereld zijn begonnen met het gebruik ervanexpansiemicroscopie sinds het laboratorium van Boyden het voor het eerst introduceerde in 2015. Met deze techniek vergroten onderzoekers hun monsters fysiek tot ongeveer vier keer hun lineaire grootte voordat ze worden afgebeeld. Hierdoor kunnen ze afbeeldingen met een hoge resolutie maken zonder dure apparatuur. 

In een artikel gepubliceerd in 2017, het laboratoriumBoydena demonstreerde een resolutie van ongeveer 20 nanometer met behulp van een proces waarbij de monsters tweemaal werden uitgebreid voordat ze werden afgebeeld. Deze benadering, evenals eerdere versies van expansiemicroscopie, zijn gebaseerd op een absorberend polymeer gemaakt van natriumpolyacrylaat. Deze gels zwellen op bij blootstelling aan water. Een van hun kritische beperkingen is echter dat ze niet volledig uniform zijn qua structuur of dichtheid. Deze oneffenheid leidt tot een lichte vervorming van de monstervorm tijdens zijn uitzetting, wat de bereikbare nauwkeurigheid beperkt.

Om dit te ondervangen heeft MIT een nieuwe oplossing ontwikkeldgel - tetragel, die een meer voorspelbare structuur vormt. Door tetraëdrische polyethyleenglycolmoleculen te combineren met tetraëdrische natriumpolyacrylaten konden wetenschappers een roosterstructuur creëren. Het is veel homogener dan de door vrije radicalen gesynthetiseerde natriumpolyacrylaathydrogels die eerder zijn gebruikt.

Wetenschappers hebben de nauwkeurigheid van de nieuwe aanpak aangetoondbeeldvorming door het te gebruiken om herpes simplex virus type 1 (HSV-1) deeltjes uit te breiden. Ze hebben een karakteristieke bolvorm. Na het uitzetten van de virusdeeltjes vergeleken de onderzoekers de vormen met de vormen verkregen met elektronenmicroscopie. Het bleek dat de vervorming veel lager was dan in eerdere versies van expanderende microscopie. Dit maakte het mogelijk om een ​​nauwkeurigheid van ongeveer 10 nanometer te bereiken.

Lees verder

De meest stormachtige plek op aarde: waarom Drake Passage de gevaarlijkste route naar Antarctica is

Nieuwe uraniumverbinding breekt record voor abnormale geleidbaarheid

Mars Express hielp uitzoeken waar en hoe het water van de Rode Planeet verdween