MIT lager en budsjettbildemetode med en nøyaktighet på 10 nanometer

En ny, rimelig bildebehandlingsteknikk fra MIT-ingeniører vil tillate forskere å avbilde virus og,

kanskje til og med individuelle biomolekyler.Den er basert på ekspansjonsmikroskopi. Denne tilnærmingen innebærer å legge inn biologiske prøver i en hydrogel og deretter utvide dem før de avbildes med et mikroskop. For den nye bildeteknikken utviklet forskerne en ny type hydrogel. Funksjonen er at den støtter en mer enhetlig konfigurasjon. Dette gjør igjen at små biologiske strukturer kan avbildes med større presisjon.

Denne graden av presisjon vil hjelpe til med å studere de grunnleggende molekylære interaksjonene som gjør livet mulig, forklarer Edward Boyden, professor ved MIT. 

Laboratorier rundt om i verden har begynt å brukeekspansjonsmikroskopi siden Boydens laboratorium først introduserte det i 2015. Med denne teknikken forstørrer forskere prøvene sine fysisk til omtrent fire ganger den lineære størrelsen før de tar bilder. Dette gjør at de kan lage høyoppløselige bilder uten dyrt utstyr. 

I en artikkel publisert i 2017, laboratorietBoydena demonstrerte en oppløsning på omtrent 20 nanometer ved hjelp av en prosess der prøvene ble utvidet to ganger før avbildning. Denne tilnærmingen, så vel som tidligere versjoner av ekspansjonsmikroskopi, er basert på en absorberende polymer laget av natriumpolyakrylat. Disse gelene hovner opp når de utsettes for vann. En av deres kritiske begrensninger er imidlertid at de ikke er helt ensartede i struktur eller tetthet. Denne ujevnheten fører til liten forvrengning av prøveformen under utvidelsen, noe som begrenser oppnåelig nøyaktighet.

For å overvinne dette har MIT utviklet en nygel - tetragel, som danner en mer forutsigbar struktur. Ved å kombinere tetraedriske polyetylenglykolmolekyler med tetraedriske natriumpolyakrylater, var forskerne i stand til å lage en gitterstruktur. Det er mye mer homogent enn friradikalsyntetiserte natriumpolyakrylathydrogeler som har blitt brukt tidligere.

Forskere har vist nøyaktigheten av den nye tilnærmingentil avbildning ved å bruke den til å utvide herpes simplex virus type 1 (HSV-1) partikler. De har en karakteristisk sfærisk form. Etter utvidelsen av viruspartiklene sammenlignet forskerne formene med formene som ble oppnådd ved hjelp av elektronmikroskopi. Det viste seg at forvrengningen var mye lavere enn i tidligere versjoner av ekspanderende mikroskopi. Dette gjorde det mulig å oppnå en nøyaktighet på ca. 10 nanometer.

Les mer

Det stormigste stedet på jorden: hvorfor Drake Passage er den farligste ruten til Antarktis

Ny uranforbindelse slår rekord for avvikende ledningsevne

Mars Express hjalp til med å finne ut hvor og hvordan vannet forsvant fra den røde planeten