تصویربرداری ارزان از بدن در مقیاس نانو امکان پذیر شد

تصویربرداری ارزان از بدن در مقیاس نانو امکان پذیر شد

به گزارش آتی جو، محققان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) میکروسکوپ های فوق العاده دقیقی ساخته اند که می تواند بافت های بدن را در مقیاس نانو بشکلی مقرون به صرفه تصویربرداری کند. دانشمندان با وضوح به دست آمده توسط این شیوه که حدود ۲۰ نانومتر است، می توانند اندامک ها را درون سلول ها و همینطور خوشه های پروتئینی را ببینند.


به گزارش آتی جو به نقل از ایسنا، یک روش سنتی برای تصویربرداری از ساختارهای در مقیاس نانو در سلول ها، میکروسکوپ های پرقدرت و گرانقیمت با وضوح فوق العاده است.
حالا محققان MIT بعنوان یک روش جایگزین، راهی برای توسعه بافت پیش از تصویربرداری از آن بوجود آورده اند که تکنیکی است که به آنها امکان می دهد با یک میکروسکوپ نوری معمولی به وضوحی در مقیاس نانو دست یابند.
در جدید ترین نسخه این تکنیک، محققان امکان انبساط ۲۰ برابری بافت را در یک مرحله فراهم نموده اند.
این شیوه ساده و ارزان می تواند تقریبا به هر لابراتوار زیست شناسی امکان تصویربرداری در مقیاس نانو را بدهد.

دیدن درون بافت ها

دانشمندان با وضوح به دست آمده توسط این شیوه که حدود ۲۰ نانومتر است، می توانند اندامک ها را داخل سلول ها و همینطور خوشه های پروتئینی را ببینند.
محققان با انبساط ۲۰ برابری می توانند از یک میکروسکوپ نوری معمولی برای تفکیک حدود ۲۰ نانومتر از هر بافت استفاده نمایند.
این امکان به آنها اجازه می دهد تا ساختارهای سلولی مانند میکروتوبول ها و میتوکندری ها و همینطور خوشه های پروتئینی را ببینند.
در این مطالعه جدید، محققان تصمیم گرفتند تا یک انبساط ۲۰ برابری را تنها در یک مرحله انجام دهند. این بدان مفهوم بود که آنها باید ژلی پیدا می کردند که هم بسیار جاذب و هم از نظر مکانیکی پایدار باشد تا وقتی ۲۰ برابر منبسط می شود، از هم نپاشد.
آنها از ژلی متشکل از نیتروژن، نیتروژن-دی متیل آکریل آمید(DMAA) و آکریلات سدیم برای رسیدن به این هدف استفاده کردند.
بر خلاف ژل های انبساطی قبلی که به افزودن یک مولکول دیگر برای ایجاد اتصالات عرضی بین رشته های پلیمری متکی بودند، این ژل به صورت خود به خود پیوندهای عرضی بوجود می آورد و خواص مکانیکی قدرتمندی از خود نشان داده است.
از چنین اجزای ژلی قبلاً در پروتکلهای میکروسکوپ انبساطی استفاده شده بود، اما ژل های به دست آمده می توانستند فقط حدود ۱۰ برابر منبسط شوند.
حالا محققان MIT این ژل و فرایند پلیمریزاسیون آنرا بهینه کردند تا ژل قوی تر شود و اجازه انبساط ۲۰ برابری را بدهد.
محققان برای تثبیت بیشتر این ژل و افزایش تکرارپذیری آن، پیش از تبدیل شدن به ژل، اکسیژن را از محلول پلیمری حذف کردند و از واکنش های جانبی که با اتصال عرضی تداخل دارند، جلوگیری کردند. این مرحله احتیاج به عبور گاز نیتروژن از راه محلول پلیمری دارد که جایگزین بیشتر اکسیژن در سیستم می شود.
بعد از تشکیل ژل، پیوندهای انتخابی در پروتئین هایی که بافت را در کنار هم نگه می دارند، شکسته می شوند و آب برای انبساط ژل به آن اضافه می شود. بعد از انبساط، پروتئین های هدف در بافت را میتوان برچسب گذاری و تصویربرداری کرد.

تصویربرداری از ساختارهای ظریف

محققان با استفاده از این تکنیک توانستند خیلی از ساختارهای ریز درون سلول های مغز همچون نانوستون های سیناپسی را تصویر کنند. اینها دسته ای از پروتئین ها هستند که به روشی خاص در سیناپس های عصبی مرتب شده اند و به نورون ها اجازه می دهند از راه ترشح انتقال دهنده های عصبی مانند دوپامین با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
محققان در مطالعات سلول های سرطانی همینطور از میکروتوبول ها(لوله های توخالی که به ساختار سلول ها کمک می کنند و نقش مهمی در تقسیم سلولی دارند) تصویربرداری کردند.
آنها همینطور توانستند میتوکندری ها و حتی خوشه هایی از پروتئین هایی که دسترسی به هسته سلول را کنترل می کنند را ببینند.
محققان حالا از این شیوه برای تصویربرداری از کربوهیدرات های معروف به گلیکان های موجود در سطوح سلولی و کمک به کنترل تعاملات سلولی با محیط خود استفاده می نمایند.
این شیوه همینطور می تواند برای تصویربرداری از سلول های تومور مورد استفاده قرار گیرد و به دانشمندان این امکان را می دهد تا نحوه سازماندهی پروتئین ها در آن سلولها را بسیار راحتتر از قبل ببینند.
محققان تصور می کنند که هر لابراتوار زیست شناسی باید بتواند از این شیوه با هزینه کم استفاده نماید، چونکه این شیوه بر روی مواد شیمیایی استاندارد، در دسترس و تجهیزات رایج تکیه دارد که اغلب لابراتوار ها آنها را دارند یا می توانند به سادگی به آنها دسترسی پیدا کنند.


1403/07/21
13:08:36
5.0 / 5
297
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۸ بعلاوه ۳
آتی جو