Värvi lisamine elektronmikroskoobi piltidele on keeruline probleem. Võib usutavalt öelda, et värvi sellel skaalal ei eksisteeri, kuna elektronmikroskoobiga pildistatud asjad on nähtava valguse lainepikkusest väiksemad. Kuid see ei ole takistanud teadlasi proovimast või vähemalt arendamas tehnikaid selle ühtlustamiseks.
Seotud sisu
- Kiidagem nüüd mikroskoobi leiutamist
Viimane, mida kirjeldas Californias San Diego ülikooli teadlaste ajakirjas Cell, omistab bioloogilistele struktuuridele kunstlikku värvi, mis võib aidata meil paremini mõista rakkude struktuure ja funktsioone. Nad on esimesed, kes kasutavad seda meetodit orgaanilisel materjalil, sobitades kuni kolm värvi ja muutes ühes näites Golgi piirkonna roheliseks ja plasmamembraani punaseks.
"See lisab tavalisele elektronmikroskoopiale palju lisateavet, " ütleb paberi juhtiv autor Stephen Adams. "Loodame, et see on üldine tehnika, mida inimesed kasutavad selle molekuli väga suure eraldusvõimega kaardistamiseks, mida nad tegelikult tahavad."
Kuna sellised tehnoloogiad suurendavad piltide eraldusvõimet, võib see võimaldada teadlastel piiluda rakkudes ise ja tuvastada neis olevad kehad detailsemalt. Traditsioonilise valguspõhise mikroskoobi all on võimatu pildistada midagi väiksemat kui mikroskoobi kasutatav valguse lainepikkus, mis on umbes 250 nanomeetrit, selgitas Loodeülikooli raku- ja molekulaarbioloogia dotsent Brian Mitchell. „See on päris suur ala, nii et kui proovite öelda, et see tõesti oluline valk, mille olete leidnud, asub membraani siseküljel või membraani välisküljel, on tõesti raske öelda, et kui te ei saa jääge alla selle 250 nm eraldusvõime, ”ütleb ta.
Samal ajal on elektronmikroskoobi abil tekitatavatel mustvalgetel piltidel sarnane probleem: kuigi ulatus pakub suurt eraldusvõimet, võib halli skaala järgi olla raske raku erinevaid struktuure eristada.
Adams ja kasutatud tehnika on omamoodi kombinatsioon valguse mikroskoopiaga, mis põrkab objektidelt valgust, ja elektronmikroskoopiaga, mis põrkab elektronid objektidest eemale. Esiteks kasutavad nad kerge mikroskoobi abil loodud pilti, et tuvastada struktuurid, mida nad tahavad esile tõsta. Need tutvustavad väikest kogust haruldaste muldmetallidega ja katavad selle sellega konstruktsiooni. Siis suunavad nad selle elektronmikroskoopi.
Kui mikroskoop vallandab koes elektronid, lähevad mõned neist läbi, teised löövad paksemaid või raskemaid materjale ja põrkavad tagasi, nagu röntgenikiirgus. Mõni lööb haruldaste muldmetallide vastu ja tõrjub sinna elektroni, põhjustades selle väljalendu; koos sellega tuleb natuke energiat, mis erineb konkreetsest metallist ja seda mõõdab nende mikroskoop. Seda tehnikat nimetatakse elektronide energiakadude spektroskoopiaks.
Adamsil on kujutatud rakustruktuurid nagu Golgi kompleks, valgud plasmamembraanil ja isegi aju sünapsides olevad valgud. "Paljude bioloogiliste katsete jaoks on kasulik see väga suur suurendus, et tõesti näha, kus need valgud asuvad või kus see konkreetne molekul rakus on ja mida see teeb, " ütleb ta. "See annab teile sageli ettekujutuse funktsioonist."
See pole lihtsalt akadeemiline, juhib tähelepanu Mitchell. Raku sees toimuva tundmine võib olla kasulik haiguste diagnoosimisel ja ravil.
"Kui teil on valku, mis näiteks paikneb mingis raku alamstruktuuris ... ja võib-olla ei lähe valk sellises haigusseisundis sinna, kuhu ta peaks minema, " ütleb Mitchell. "Vaadeldes valgu lokaliseerimist, ütlete:" hei, see valk ei lähe sinna, kuhu peaks, see on ilmselt mehhanismi aluseks, miks rakk ei tööta nii, nagu ta peaks, ja see võib olla selle põhjuseks, miks see haigus teeb mida teeb. '”
Lahtriartikkel pole ainus katse pakkuda mikroskoopide abil värvipilte. Üks teine on korrelatiivne valguse elektronmikroskoopia, mis märgistab rakustruktuurid valgusmikroskoobi kujutises fluorestsentsmolekulidega nende leidmiseks, seejärel kasutab nende kuvamiseks elektronmikroskoopi ja katab need kaks pilti. Teine võimalus on immunogold märgistamine, mis seob kuldosakesed antikehadega ja need ilmuvad seejärel kulla tiheduse tõttu elektronmikroskoobi pildil. Kuid kummalgi on oma probleem: esimene nõuab kahte erinevat pilti, erinevatest mikroskoopidest, vähendades täpsust; ja viimane võib anda ebaselge värvumise.
Viimane paber kandis augustis surnud Nobeli preemia saanud keemiku Roger Tsieni nime. Tsien oli kõige tuntum meduuside fluorestsentsvalgu kasutamisega rakustruktuuride valgustamiseks.
"[See paber] oli peaaegu 15-aastase töö kulminatsioon, nii et ma arvan, et ta on veel üks pärand, mille ta maha jättis, " ütleb Adams. "See on lootus, et see viib edasi uute ideede ja uute viisideni elektronmikroskoobi ja selle kasulikkuse parandamiseks."
