Физики из Европейской лаборатории молекулярной биологии изобрели микроскоп, работа которого основана на совершенно новом принципе, который позволяет исследователям заглянуть внутрь живых организмов намного глубже, чем это было доступно ранее. Новая технология, вне всяких сомнений, очень скоро займет свое место в современных биологических лабораториях.

Как и во многих других современных методах, например, в лазерной сканирующей микроскопии (LSM), в новой методике используется возбуждение зеленого флуоресцирующего белка (GFP) светом более короткой длины волны. Современные методы генной инженерии позволяют прикрепить ген, производящий GFP (заимствованный у определенного вида медуз), в ДНК практически любого организма, - от дрожжей до млекопитающих.

Новый метод - микроскопия при освещении выбранной плоскости (selective plane illumination microscopy = SPIM) отличается от всех известных тем, что коротковолновое излучение фокусируется цилиндрической линзой в слоевой пучок, широкий в направлении поперек оси наблюдения и очень узкий вдоль этой оси (рис. 1).

Рис.1. Свет лазера фокусируется цилиндрической линзой в плоский пучок, проникающий в образец, и возбуждает флуоресценцию GFP в тонком слое. Этот слой наблюдается в микроскоп и фотографируется камерой через зеленый фильтр, отсекающий рассеянное образцом возбуждающее излучение. Тем самым получается высококачественное изображение слоя образца без его повреждения.

Технология освещения выбранной плоскости (SPIM) позволяет исследователям изучать относительно крупные образцы (толщиной 2-3 мм) в среде, в реальных условия, а в традиционной микроскопии изучаемые образцы разрезаются на тончайшие слои и фиксируются на предметном стекле. Новая технология основана на пропускании очень тонкого слоя света через образец и систематическом перемещении образца через этот широкий, но очень тонкий луч света для получения изображений каждого слоя образца. При этом совершенно не происходит расфокусировки изображения и наблюдаемая картинка резкая и не расплывется на заднем плане, как это часто бывает в обычных микроскопах. Сам образец может продолжать жить и расти даже во время нахождения под микроскопом, что совершенно невозможно при использовании традиционных методов. Новая технология также минимизирует вызванные светом повреждения образца и увеличивает время его жизни, так как в ней используются тончайшие лучи света, а не освещение всего образца. Кроме того, вся процедура занимает совсем немного времени, подробные изображения могут быть получены в течение всего нескольких минут. Для улучшения разрешения и корректировки искажений образец можно повернуть и просканировать еще раз. В результате комбинации изображений, полученных под разными углами, можно также создать трехмерное изображение образца.

Микроскопия, основанная на освещении выбранной плоскости образца, впервые дает специалистам возможность изучать живые системы под множеством различных углов, в реальных условиях и с минимальным повреждением образца.

На протяжении последних лет становилось все более очевидно, что существующие методы микроскопии перестают соответствовать запросам современных ученых. Изобретатели новой технологии полностью уверены, что их детище способно удовлетворить все потребности современных исследователей. К преимуществам нового микроскопа также относится то, что он достаточно прост в изготовлении, его стоимость составляет около трети стоимости существующих моделей микроскопов с лазерным сканированием и разрешение, которое он обеспечивает, в 5 пять раз выше ныне доступного.

Создатели нового микроскопа считают свое творение существенным прорывом в науке не только потому, что он гораздо более эффективный, чем существующие приборы, но и потому, что он позволит биологам изучать не только отдельные части организмов, но и целые функционирующие биологические системы.

Изобретение этого вида микроскопии исключительно важно для ученых, занимающихся биологией развития и для получения трёхмерных изображений клеточных культур, которое невозможно никакими другими методами. В дальнейшем оно, скорее всего, приведет к развитию совершенно новых направлений исследований в области биологии.

Подробнее о преимуществах и областях применения данного изобретения можно прочитать в статье [1].

Источник новости: Bio.com

1. Science, Vol 305, Issue 5686, 1007-1009 , 13 August 2004
Jan Huisken, Jim Swoger, Filippo Del Bene, Joachim Wittbrodt, Ernst H. K. Stelzer. Optical Sectioning Deep Inside Live Embryos by Selective Plane Illumination Microscopy.

Здесь можно посмотреть замечательный фильм (1 Мб) развития живого эмбриона мухи-дрозофилы, снятый на новом микроскопе в двух слоях.

Пересказала Е. Рябцева (с дополнениями редакции www.scientific.ru).