Yon konparezon nan teknik diferan pou mikwoskopi Super-Rezolisyon
Pou mikwoskòp limyè konvansyonèl, difraksyon limyè limite rezolisyon imaj a apeprè 250 nm. Jodi a, teknik super-rezolisyon yo ka amelyore sa a pa plis pase yon faktè de 10. Teknik sa a se sitou reyalize nan twa metòd: mikwoskospi lokalizasyon sèl-molekil, ki gen ladan mikwoskospi lokalizasyon fotosensib (PALM) ak stochastic optik rekonstriksyon mikwoskòp (STORM); mikroskopi ekleraj estriktire (SIM); ak stimile mikwoskopi deplesyon emisyon (STED). Ki jan yo chwazi teknoloji super-rezolisyon se sa tout moun traka sou. "Malerezman, pa gen okenn prensip senp pou deside ki metòd yo itilize," di Mathew Stracy, yon chèchè postdoktora nan University of Oxford, UK. "Chak gen pwòp avantaj ak dezavantaj li yo." Syantis yo se nan kou tou n ap kalkile konnen ki jan yo chwazi bon metòd pou yon pwojè an patikilye. "Nan kontèks bioimaging, faktè kle yo konsidere gen ladan: rezolisyon espasyal ak tanporèl, sansiblite nan fotodomaj, kapasite etikèt, epesè echantiyon, ak fliyoresans background oswa fliyoresans otològ selil." Ki jan li fonksyone Divès mikwoskòp super rezolisyon yo travay nan diferan fason. Nan ka PALM ak STORM, sèlman yon ti fraksyon nan makè fliyoresan eksite oswa fotoaktive nan yon moman bay, sa ki pèmèt lokalizasyon endepandan yo ak gwo presizyon. Ale nan pwosesis sa a ak tout etikèt fliyoresan rezilta yo nan yon imaj konplè super-rezolisyon. Stefan Hell, youn nan ganyan yo nan Pri Nobèl 2014 nan Chimi ak direktè Max Planck Institute of Biophysical Chemistry, te di: "Sistèm PALM/STORM la relativman fasil pou mete sou pye, men li difisil pou aplike, paske fliyoresan an. gwoup dwe gen kapasite fotoaktivasyon. Limitasyon Dezavantaj la se ke yo bezwen detekte yon sèl molekil fliyoresan nan kontèks yon selil, epi yo gen mwens serye pase STED." STED sèvi ak yon batman lazè pou eksite fliyofò a ak yon lazè ki gen fòm bag pou etenn fliyofò a, kite sèlman Fluorescence entèmedyè nanomèt ki menm gwosè ak pou super-rezolisyon. Analyse echantiyon an antye pwodui yon imaj. "Avantaj nan STED se ke li se yon teknoloji pouse-bouton," Hell te eksplike. "Li travay tankou yon mikwoskòp fliyoresan konfokal estanda." Li kapab tou imaj selil vivan lè l sèvi avèk fliyofò tankou pwoteyin fliyoresan vèt oswa jòn ak koloran rodamin ki sòti. Parametrik konparezon Malgre ke tout teknik super-rezolisyon depase mikwoskòp limyè konvansyonèl an tèm de rezolisyon, yo diferan youn ak lòt. SIM apeprè double rezolisyon an alantou 100 nm. PALM ak STORM ka rezoud objektif 15 nm. Dapre lanfè, STED bay yon rezolisyon espasyal nan 30 nm nan selil k ap viv ak 15 nm nan selil fiks yo. Lè li rive aplikasyon espesifik, nou dwe konsidere tou rapò siyal-a-bri. Nan kèk ka, pi ba rezolisyon men pi wo SNR ka lakòz yon imaj pi bon pase opoze a (pi wo rezolisyon men pi ba SNR). Vitès akizisyon imaj la trè enpòtan tou, espesyalman pou selil k ap viv yo. "Tout teknik super-rezolisyon yo pi dousman pase teknik konvansyonèl imaj fluoresans," Stracy te di. "PALM / STORM se pi dousman an, li bezwen dè dizèn de milye de ankadreman pou jwenn yon imaj sèl, SIM bezwen plizyè douzèn ankadreman, ak STED se yon teknoloji optik, kidonk vitès la akizisyon depann sou gwosè a nan jaden an de vi." Anplis selil k ap viv oswa selil Imaging fiks, kèk syantis vle konprann tou ki jan objè yo deplase. Stracy enterese nan konprann dinamik sistèm byolojik nan selil k ap viv, pa sèlman imaj estatik. Li konbine PALM ak yon sèl patikil swiv pou analize dinamik nan selil vivan yo. Nan fason sa a, li ka dirèkteman swiv molekil makè yo pandan y ap fè fonksyon yo. Sepandan, li kwè ke SIM se pa apwopriye pou etidye pwosesis dinamik sa yo nan nivo molekilè, men akòz vitès akizisyon rapid li yo, li se patikilyèman apwopriye pou obsève dinamik yo nan pi gwo estrikti, tankou kwomozòm tout antye. Dènye rezilta yo An 2017, ekip lanfè a te rapòte mikwoskòp super-rezolisyon MINFLUX nan Syans. Dapre lanfè, metòd super-rezolisyon sa a reyalize yon rezolisyon espasyal nan 1 nm pou premye fwa. Anplis de sa, li ka swiv molekil endividyèl nan selil k ap viv omwen 100 fwa pi vit pase lòt metòd. Lòt syantis yo te pale tou de mikwoskòp MINFLUX. Shechtman te di: "Nouvo aplikasyon ak apwòch yo toujou ap devlope, men de pwogrè ki parèt deyò pou mwen. Youn nan se MINFLUX. "Li sèvi ak yon apwòch enjenyeu pou jwenn trè presi pwezante molekilè." Konsènan dezyèm devlopman enteresan an, Shechtman mansyone WE Moerner ak kòlèg li yo nan Stanford University. Moerner te resevwa tou 2014 Nobel Prize nan Chimi. Youn nan ganyan yo. Pou adrese limit rezolisyon D 'ki te koze pa gaye anisotropik nan molekil fliyoresan sèl, syantis yo te itilize diferan polarizasyon eksitasyon pou detèmine oryantasyon ak pozisyon molekil yo. Anplis de sa, yo te devlope sifas elèv delika. Teknik sa yo amelyore kapasite pou lokalize estrikti yo. Konsènan etikèt fliyoresan Nan anpil aplikasyon super-rezolisyon, etikèt vrèman enpòtan. Genyen tou kèk konpayi ki bay pwodwi ki gen rapò. Pou egzanp, Miltenyi Almay la te mete tèt ansanm ak Abberior, yon konpayi ki te fonde pa Stefan Hell, bay sèvis koutim konjigezon antikò pou koloran mikwoskopi super-rezolisyon. Yon nimewo de lòt konpayi yo ofri tou makè matche. "Nano-Boosters nou yo piti anpil, sèlman 1.5 kDa, ak trè espesifik," di Christoph Eckert, ofisye maketing nan ChromoTek. Pwoteyin sa yo mare pwoteyin fliyoresan vèt ak wouj (GFP ak RFP). Yo sòti nan fragman antikò alpaka, ke yo rekonèt kòm VHH oswa nanobodies, ak pwopriyete ekselan obligatwa ak bon jan kalite ki estab san varyasyon pakèt-a-pakèt. Makè sa yo apwopriye pou plizyè teknik super-rezolisyon ki gen ladan SIM, PALM, STORM ak STED. Ai-Hui Tang, yon pwofesè asistan nan University of Maryland School of Medicine, ak kòlèg li yo te itilize GFP-Booster ak STORM ChromoTek pou eksplore pwopagasyon enfòmasyon nan sistèm nève a. Yo te jwenn nanoclusters molekilè, ki rele nanocolumns, nan newòn presinaptik ak postsynaptic. Syantis yo kwè ke estrikti sa a montre ke sistèm nève santral la anplwaye prensip senp pou kenbe ak kontwole efikasite sinaptik. Divès vèsyon super-rezolisyon D ak yon nimewo k ap grandi nan metòd yo ap mennen syantis yo menm pi fon nan mistè byolojik. Lè yo kraze limit difraksyon limyè vizib la, byolojis yo ka menm "monite byen" aksyon selil yo.
