MIT skapar en budgetbildningsmetod med en noggrannhet på 10 nanometer

En ny lågkostnadsteknik från MIT-ingenjörer kommer att göra det möjligt för forskare att avbilda virus och,

kanske till och med enskilda biomolekyler.Den är baserad på expansionsmikroskopi. Detta tillvägagångssätt innebär att bädda in biologiska prover i en hydrogel och sedan expandera dem innan de avbildas med ett mikroskop. För den nya bildtekniken utvecklade forskarna en ny typ av hydrogel. Dess funktion är att den stöder en mer enhetlig konfiguration. Detta gör i sin tur att små biologiska strukturer kan avbildas med större precision.

Denna grad av precision kommer att hjälpa till att studera de grundläggande molekylära interaktionerna som gör livet möjligt, förklarar Edward Boyden, professor vid MIT. 

Laboratorier runt om i världen har börjat användaexpansionsmikroskopi sedan Boydens labb först introducerade den 2015. Med denna teknik förstorar forskare fysiskt sina prover till ungefär fyra gånger sin linjära storlek innan de avbildar dem. Detta gör att de kan skapa högupplösta bilder utan dyr utrustning. 

I en artikel publicerad 2017, laboratorietBoydena visade en upplösning på cirka 20 nanometer med användning av en process där proverna expanderades två gånger före avbildning. Detta tillvägagångssätt, liksom tidigare versioner av expansionsmikroskopi, är baserade på en absorberande polymer tillverkad av natriumpolyakrylat. Dessa gelar sväller när de utsätts för vatten. En av deras kritiska begränsningar är dock att de inte är helt enhetliga i struktur eller densitet. Denna ojämnhet leder till lätt förvrängning av provets form under dess expansion, vilket begränsar den uppnåbara noggrannheten.

För att övervinna detta har MIT utvecklat en nygel - tetragel, som bildar en mer förutsägbar struktur. Genom att kombinera tetraedriska polyetylenglykolmolekyler med tetraedriska natriumpolyakrylater kunde forskare skapa en gitterstruktur. Det är mycket mer homogent än de friradikalsyntetiserade natriumpolyakrylathydrogelerna som har använts tidigare.

Forskare har visat noggrannheten i det nya tillvägagångssättettill avbildning genom att använda den för att expandera herpes simplex-virus typ 1 (HSV-1) -partiklar. De har en karakteristisk sfärisk form. Efter att ha expanderat viruspartiklarna jämförde forskarna formerna med de former som erhölls med elektronmikroskopi. Det visade sig att förvrängningen var mycket lägre än i tidigare versioner av expanderande mikroskopi. Detta gjorde det möjligt att uppnå en noggrannhet på cirka 10 nanometer.

Läs mer

Den stormigaste platsen på jorden: varför Drake Passage är den farligaste vägen till Antarktis

Ny uranförening slår rekord för avvikande ledningsförmåga

Mars Express hjälpte till att ta reda på var och hur vattnet försvann från den röda planeten