解像度の限界を超えた顕微鏡検査

Dr.が率いるポーランド-イスラエルチームワルシャワ大学の物理学部のRadekŁapkiewiczは、雑誌「Optica」で理論的に解像度の制限がない新しい革新的な顕微鏡法を発表しました。

この研究は、ポーランド科学財団（FNP）によってPAPとのコミュニケーションで発表されました。 博士ŁapkiewiczはFIRSTTEAMプログラムの受信者です。

生命科学と医学の発展には、細胞内のタンパク質の構造や相互作用など、これまでになく小さな物体の観察が必要です。 観察されたサンプルは、体内で自然に発生する構造と異ならないようにする必要があります。したがって、方法と試薬をあまり積極的に使用しないでください。
古典的な光学顕微鏡は解像度が不十分です。 光の波長のため、このような顕微鏡では、約250ナノメートル（緑色光の波長の半分）よりも小さい構造のイメージングは​​できません。 互いに接近しているオブジェクトは区別できなくなります。 これはいわゆる回折制限です。
電子顕微鏡の分解能は光学顕微鏡よりも数桁高いですが、真空中に置かれ、電子ビームが照射された死んだ物体しか観察できません。 それは、生物やその中で自然に発生するプロセスを研究することではありません。

画像出典：OpticaVol。7、Issue 10、pp。1308-1316（2020）•https://doi.org/10.1364/OPTICA.399600

解決策は高解像度蛍光顕微鏡です（このイメージング分野の開発に関する研究は、2008年と2014年にノーベル賞を受賞しました）。 通信で思い出されたように、いくつかの蛍光顕微鏡技術がすでに存在します。 PALM、STORM、またはSTEDメソッドは、高解像度が特徴であり、わずかXNUMXナノメートル離れたオブジェクトの識別を可能にします。 しかしながら、長い曝露時間および生物学的調製物の複雑な調製が必要とされる。 一方、SIMまたはISM顕微鏡法は、使いやすい方法ですが、解像度が大幅に制限されています。回折限界のXNUMX倍の構造しか見えません。 博士ワルシャワ大学物理学部量子光学研究所のRadekŁapkiewicz、ワルシャワ生命科学大学の学生であるAleksandraŚrodaとAdrian Makowskiが、イスラエルのワイツマン研究所のDanOronのチームとともに既存のISM手法を改善しました。そして、新技術である超解像度光学変動画像走査顕微鏡法（SOFISM）を導入しました。 彼らはなんとか回折限界がXNUMX回克服されたことを示したとFNPは報告した。

「SOFISMは使いやすさと解像度の間の妥協点を提供します。私たちの方法は、複雑で使いにくい、非常に高解像度の技術と低解像度で使いやすい方法の間のニッチを埋めることができると信じています。SOFISMには理論的な解像度の限界ですが、私たちの研究では、回折限界をXNUMX回超えた結果を示しました。記事では、SOFISM法がXNUMX次元の生物学的構造をイメージングする可能性が高いことも示しました」とDrは述べています。 。 コミュニケーションで引用されているRadekŁapkiewicz。

ワルシャワの物理学者によって開発された方法は、技術的に非常に利用しやすいものです。 コミュニケで読んだように、実験室で一般的に使用されている共焦点顕微鏡をわずかに変更し（光電子増倍管をSPADアレイ検出器に置き換える）、測定時間をわずかに延長し、データ処理手順を変更するだけで十分です。

「最近まで、SPADアレイ検出器は高価であり、私たちのようなアプリケーションには不十分でした。その状況は最近変化しました。テクノロジーと価格障壁の両方を組み込んだ新しいSPAD検出器が昨年から利用可能になりました。したがって、蛍光顕微鏡はSOFISMのような技術は、数年以内に顕微鏡検査の一般的な技術になる可能性があります。 -博士を強調します。 Łapkiewicz。

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