В MIT создали бюджетный метод визуализации с точностью до 10 нанометров

С помощью обычного светового микроскопа инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали метод визуализации биологических образцов с точностью до 10 нанометров.

Новый бюджетный метод визуализации от инженеров MIT позволит ученым получать изображения вирусов и, возможно, даже отдельных биомолекул. Он основан на экспансионной микроскопии. Этот подход включает в себя встраивание биологических образцов в гидрогель, а затем их расширение перед визуализацией с помощью микроскопа. Для нового метода визуализации метода исследователи разработали новый тип гидрогеля. Его особенность в том, что он поддерживает более однородную конфигурацию. В свою очередь это позволяет с большей точностью отображать крошечные биологические структуры.

Такая степень точности поможет в изучении основных молекулярных взаимодействий, делающих жизнь возможной, объясняет Эдвард Бойден, профессор в MIT. 

Лаборатории по всему миру начали использовать экспансионную микроскопию с тех пор, как лаборатория Бойдена впервые представила ее в 2015 году. С помощью этой техники исследователи физически увеличивают свои образцы примерно в четыре раза по линейному размеру перед их визуализацией. Это позволяет им создавать изображения с высоким разрешением без дорогостоящего оборудования. 

В статье, опубликованной в 2017 году, лаборатория Бойдена продемонстрировала разрешение около 20 нанометров, используя процесс, при котором образцы дважды расширяли перед визуализацией. Этот подход, а также более ранние версии экспансионной микроскопии основаны на абсорбирующем полимере, изготовленном из полиакрилата натрия. Такие гели набухают под воздействием воды. Однако одним из их критических ограничений является то, что они не являются полностью однородными по структуре или плотности. Такая неравномерность приводит к небольшим искажениям формы образца при его расширении, что ограничивает достижимую точность.

Чтобы преодолеть это, в MIT разработали новый гель — тетрагель, который образует более предсказуемую структуру. Объединив тетраэдрические молекулы gолиэтиленгликоля с тетраэдрическими полиакрилатами натрия, ученые смогли создать решетчатую структуру. Она гораздо однороднее, чем гидрогели полиакрилата натрия, синтезированные свободными радикалами, которые использовались ранее.

Ученые продемонстрировали точность нового подхода к визуализации, использовав его для расширения частиц вируса простого герпеса типа 1 (HSV-1). Они имеют характерную сферическую форму. После расширения вирусных частиц исследователи сравнили формы с формами, полученными с помощью электронной микроскопии. Выяснилось, что искажение было гораздо ниже, чем в предыдущих версиях расширяющей микроскопии. Это позволило достичь точности около 10 нанометров.


Читать далее

Самое штормовое место на Земле: почему пролив Дрейка — опаснейший путь в Антарктику

Новое урановое соединение побило рекорд аномальной проводимости

Mars Express помог выяснить, куда и как исчезла вода с Красной планеты

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
В каких странах больше боятся замены людей на ИИ, показало исследование
Наука
Мини-землетрясения под ледяным щитом Гренландии могут изменить уровень моря
Наука
Посмотрите, как Blue Ghost летит над обратной стороной Луны
Космос
Польский стартап представил робота с искусственными мышцами и костями
Новости
Ископаемые находки меняют представление об эволюции неандертальцев
Наука
Microsoft представила квантовый чип Majorana 1 «из новой формы материи»
Новости
Посмотрите на огненный дождь в небе: фрагменты ракеты SpaceX упали в Европе
Космос
Жители России смогут наблюдать редкое астрономическое явление в феврале
Космос
Ученые продвинулись на пути к сверхпроводимости при комнатной температуре
Наука
ИИ-лаборант от Google поможет ученым ускорить открытия
Наука
SR Space испытала ключевые элементы метанового двигателя РД-1
Космос
Китайская камера сможет с орбиты различать лица людей на земле
Новости
Названа главная опасность наушников с шумоподавлением
Наука
Крупнейший в мире ИИ-центр обработки данных построят в Южной Корее
Новости
Квантовое доказательство души: ученые зафиксировали активность мозга перед смертью
Наука
Что случится, если через тело пройдет крошечная черная дыра: ученые нашли ответ
Космос
Случайный цифровой сигнал помог решить главную проблему астрономии
Космос
Минцифры уточнило правила включения софта в реестр российского ПО  
Новости
Ученые разглядели уникальный климат на планете в 900 световых годах от Земли
Космос
«Джеймс Уэбб» наблюдал «световое шоу» в центре Млечного Пути
Космос