میکروسکوپ بسیار دقیق در فضا و زمان

بیگ بنگ: میکروسکوپ بسیار دقیق روشی است که می­تواند فراتر از پراش(شکست) نور را “ببیند” و تصویری جدید از سلول­‌ها و اندامک و ساختارهای درونی آن فراهم کند. این روش بخصوص از زمانی که طراحان آن در سال ۲۰۱۴ میلادی جایزۀ نوبل را دریافت کردند، توجه بسیاری را به خود معطوف کرده است.

به گزارش بیگ بنگ، اما میکروسکوپ فوق واضح محدودیت بزرگی دارد: این روش تنها فواصل را تفکیک می ­کند. این روش ممکن است تنها برای نمونه­‌های ایستا یا ثابت مثل مواد جامد یا سلول­‌های ثابت مفید باشد اما وقتی صحبت از زیست­‌شناسی می­ شود، اوضاع کمی پیچیده می­ شود. سلول­‌های زنده بسیار پویا بوده و به فرایندهای زیستی پیچیده‌­ای وابسته هستند که در بازه‌­های زمانی کمتر از یک ثانیه اتفاق می­ افتند و دائم در حال تغییر هستند. بنابراین اگر قرار است ما عملکرد سلول‌های زنده را در سلامتی و بیماری افراد تصویرسازی کرده و درک کنیم، ما به تفکیک زمانی(یا موقت) بالایی نیاز داریم.

تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور تئو لاسر، مدیر آزمایشگاه بصری زیست-پزشکی مرکز تحقیقاتی پلی­‌تکنیک لاسان سوئیس، با ابداع روشی که قابلیت اجرای میکروسکوپی فوق واضح سه ­بعدی و تصویربرداری حالتی سه ­بعدی سریع را فراهم می­ کند، گام‌­های مهمی در راستای حل این مشکل برداشتند. تصویربرداری حالتی روشی است که تغییرات ایجاد شده در حالت نور توسط سلول‌ها و اندامک­‌های آنها را به نقشۀ ضریب شکست سلول­ها تبدیل می­ کند.

این پلتفرم منحصربفرد که “میکروسکوپ ۴بعدی” نام دارد، حساسیت و وضوح زمانی بالای تصویربرداری حالتی را با دقت و وضوح فاصله­‌ای میکروسکوپی فلورسانس ادغام می­ کند. محققان الگوریتمی جدید را ابداع کردند که می تواند اطلاعات حالتی از تصاویر با زمینه روشن(که توسط میکروسکوپ معمولی گرفته شده است) را بازیابی کند. دانشمندان به منظور دستیابی به تصویربرداری سه ­بعدی سریع، یک منشور جداساز تصویر طراحی کردند که امکان ثبت ۸ تصویر با z جابجاشده را فراهم کند.

این یعنی میکروسکوپ می­تواند تصویربرداری حالتی سه­ بعدی پرسرعت را در حجم ۵۰ م.م * ۵۰ م.م * ۲٫۵ م.م را فراهم کند. سرعت میکروسکوپ را با سرعت دوربین آن محدود می­ کنند. تیم تحقیقاتی موفق شد پویایی بین سلولی تا ۲۰۰ هرتز را تصویربرداری کند. از دیگر محققان این تحقیقات، کریستین گروسمایر در این باره گفت: «با این منشور می­ توان یک میکروسکوپ معمولی را به یک تصویربردار فوق سریع سه­ بعدی تبدیل کرد.»

همچنین این منشور را می ­توان برای تصویربرداری فلورسانس سه­ بعدی استفاده کرد که دانشمندان آن را با تصویربرداری نوسانی بصری فوق واضح(SOFI) آزمایش کردند. این روش از سوسوی رنگ­‌های فلورسانس استفاده کرده تا وضوح سه ­بعدی را با بررسی ارتباط سیگنال بهبود بخشد. محققان با استفاده از این روش، تصویربرداری سه­ بعدی فوق واضح از ساختارهای داخل سلول انجام داده و آن را با تصویربرداری حالتی بدون برچسب ادغام کردند. این دو روش به خوبی مکمل یکدیگر بودند و تصاویر حیرت­‌انگیزی از ساختارها، اسکلت و اندامک سلولی را در زمان­های مختلف به وجود آوردند.

پروفسور هلال لاشوئل، دیگر محقق این مطالعات در این باره گفت: «این نتایج و امکان انجام آزمایشات بسیار توسط این روش ما را حیرت­‌زده کرد.» پروفسور لاسر در خصوص استفاده از این روش برای مطالعۀ مکانیزم تجمع پروتئینی دخیل در ایجاد و پیشرفت بیماری­های تحلیل عصبی مثل پارکینسون و آلزایمر اظهار داشت: «پیشرفت­‌های فنی امکان تجسم فوق واضح تجمع آلفا-ساینوکلین در عصب­‌های هیپوکامپ را فراهم کرده است.»

تیم تحقیقاتی این پلتفرم جدید را PRISM یا ابزار بازیابی حالتی با میکروسکوپی فوق واضح نامگذاری کرده­‌اند. لاسر اضافه کرد: «ما این ابزار را به عنوان ابزار میکروسکوپی جدید ارائه می­ کنیم و پیش‌­بینی می ­کنیم روز به روز از آن به منظور پیشبرد تحقیقات در جامعۀ پزشکی استفاده بیشتری شود. امیدواریم این ابزار به جزئی ثابت در علوم عصبی و زیست­‌شناسی تبدیل شود.»

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com

(9 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=74153
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1391 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

یک پاسخ

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.