Молекулы внутри клетки визуализировали с помощью инфракрасного света и флюоресценции

Исследователи разработали новый метод микроскопии для детальной визуализации процессов внутри живой клетки на молекулярном уровне. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics.

Физики из Калифорнийского технологического института разработали новую технологию микроскопии. Она объединяет два разных метода — инфракрасную спектроскопию и флуоресцентную микроскопию — и позволяет наблюдать биологические процессы в живых клетках с рекордной детализацией на уровне отдельных молекул.

Флуоресцентная микроскопия использует специальные маркеры — флуоресцентные метки, с помощью которых помечаются определенные молекулы или другие микроскопические структуры. Под воздействием света с определенной длиной волны такие структуры начинают светиться, и микроскоп улавливает такое свечение.

Инфракрасная спектроскопия анализирует колебания химических связей, удерживающих атомы внутри молекулы вместе. В этом методе образец, который нужно исследовать, облучается инфракрасным светом. Эта «бомбардировка» фотонами заставляет связи молекул материала вибрировать таким образом, что можно определить их тип. Колебания тройной связи «звучит» иначе, чем у одинарной, а колебания атома углерода, связанного с другим атомом углерода, отличаются от связи углерода и азота.

Исследователи разработали устройство, которое комбинирует два этих метода. Сначала образец окрашивается флуоресцентным красителем, который связывается с молекулами, выбранными для визуализации. Затем на него направляется импульс инфракрасного света с частотой, необходимой для возбуждения связей внутри молекулы. Следом на ту же связь падает импульс с более высокой энергией, который заставляет краситель светиться. При этом разные молекулы можно пометить разными цветами. В результате микроскоп может отображать целые клетки или отдельные молекулы в динамике.

Флуоресцентная микроскопия позволяет наблюдать за отдельными молекулами, но не дает детальной информации об их химическом устройстве. С другой стороны, вибрационная микроскопия предоставляет богатую химическую информацию, но работает только тогда, когда нужная молекула присутствует в большом количестве. Новая технология объединяет сильные стороны обоих методов, говорят разработчики.

Можно маркировать и отображать множество различных целей из одного и того же образца одновременно и раскрывать молекулярное разнообразие жизни в ошеломляющих деталях. Мы надеемся, что в ближайшем будущем сможем продемонстрировать возможности визуализации с десятками цветов в живых клетках.

Лу Вей, соавтор исследования

Читать далее:

Образцы красного водопада рассмотрели в лаборатории: что там нашли ученые

Посмотрите, как сияют кольца Сатурна на снимке телескопа «Джеймс Уэбб»

Гигантская ледяная планета может скрываться на дальней границе Солнечной системы

На обложке: визуализация молекул внутри живой клетки. Изображение: Caltech

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
«Эффект аккордеона» превращает жесткий графен в эластичный материал
Наука
ИИ восстановил имя автора свитка, который пережил последний день Помпеи
Наука
Частный лунный модуль вышел на орбиту спутника после двух месяцев полета
Космос
Предок тираннозавра «иммигрировал» в Америку из Азии, считают ученые
Наука
Обновленный Gemini 2.5 Pro от Google возглавил рейтинг ИИ для разработчиков
Новости
Ученые решили проблему, которая мешала запуску термоядерных реакторов почти 70 лет
Наука
Китайское «супероружие» для подводных диверсий оказалось не таким, как считалось
Новости
Отключение мобильного интернета в Москве: какие последствия для бизнеса
Новости
Киберполиция назвала новые схемы мошенников: как они воруют аккаунты на «Госуслугах»
Новости
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука