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
Началась разработка космического двигателя на воде: что о нем известно
Космос
Через Млечный Путь несется пара объектов на гиперскорости: что о них известно
Космос
Названы опасные побочные эффекты использования ИИ для мозга
Наука
НАСА рискуют провалить главную лунную программу и не только
Кейсы
Прибор для анализа крови без уколов привлек 35 млн рублей от стартап-студии
Наука
«Джеймс Уэбб» рассмотрит астероид, который может угрожать Земле
Космос
Телескоп «Евклид» наблюдал редкое кольцо Эйнштейна в соседней галактике
Космос
Российские физики создали чрезвычайно вместительную «тару» для водорода
Наука
Внутреннее ядро Земли деформировалось за три десятилетия, считают геологи
Наука
Илон Маск предложил $97,4 млрд за OpenAI, ему выдвинули встречное предложение
Новости
«Росатом» нацелен на практическое применение квантовых технологий
Новости
Ученые предупреждают: риск столкновения самолетов с космическим мусором растет
Космос
В пустыне Ирака нашли 850 артефактов, созданных 1,5 млн лет назад
Наука
Стартап из Челябинска разработал умного помощника для анализа здоровья
Новости
Астрономы открыли крупнейшую структуру во Вселенной: она в 13 000 раз больше Млечного Пути
Космос
Люди ели врагов 18 000 лет назад: следы каннибализма нашли в пещере в Польше
Наука
Достижения российской науки за год: прорывы, исследования, технологии и планы на будущее
Кейсы
Ученые нашли способ идеально сварить яйцо
Новости
Странные звезды прилетают Млечный Путь: выяснилось, откуда они берутся
Новости
Выяснилось, как синие киты научились скрываться от косаток, несмотря на огромные размеры
Новости