关闭

搜索

搜索 菜单
光子学媒体 光子学市场 【欧洲杯官方唯一指定】 生物学学 EuroPhotonics 视觉光谱 2012年欧洲杯投注门 Photonics Prodspec. 【2021欧洲杯官方合作伙伴】

Tetra-凝胶聚合物可提供膨胀显微镜成像的下一级精度

Facebook 推特 LinkedIn 电子邮件 注释
剑桥,质量。,4月1日,2021年4月1日 - 由麻省理工学院的Edward Boyden领导的科学家们已经应用了扩张原则显微镜- 2015年Boyden的实验室推出的技术 - 开发一种廉价的成像方法,它在单个病毒颗粒的等级中使用普通的光学显微镜来图像。该方法的关键是一种新型水凝胶,其保持比通常用于常规膨胀显微镜的更均匀的配置。在这种技术中,科学家们将生物样品嵌入水凝胶中并在用显微镜对它们进行成像之前膨胀它们。

研究人员表示,除了单个病毒颗粒,这一进展最终将使他们能够成像单个生物分子。成像与精确度可以使研究的基本分子相互作用,使生活成为可能,Boyden说y Eva谭教授在脑科学,生物工程教授和脑与认知科学,麻省理工学院麦戈文脑研究所的成员,成员的科赫研究所综合癌症研究。

博伊登说:“如果你能看到单个分子,并以一位数纳米的精度识别它们的种类,那么你可能就能真正看到生命的结构。”博伊登是这项研究的资深作者,他描述了这种新方法。“而结构,正如一个世纪的现代生物学告诉我们的那样,支配着功能。”

麻省理工学院的工程师们开发了一种新型的水凝胶,它可以保持更均匀的结构,如图所示,允许生物样品成像更精确,分辨率可达10纳米左右。由Ella Maru工作室提供。
麻省理工学院工程师已经开发出一种新型水凝胶,其在这里保持更均匀的配置,允许将生物样品降低到约10nm的分辨率更高的精度。由Ella Maru工作室提供。
自其发展以来,研究人员已经有效地使用了放大显微镜,在成像之前将样品在线性维度上放大了大约四倍。这种能力使他们能够用标准设备生成高分辨率图像。

Boyden表示,与样品中存在的蛋白质,RNA和其他分子的分子标记的方法与博伊登的实验室 - 蛋白质,RNA和其他分子的方法配对。Boyden表示,它们可以在膨胀后成像。

如果电子显微镜和超级化成像均可提供高分辨率,则部署方法所需的设备是昂贵的。

为了进一步提高扩展显微镜的准确性,新作品克服了由2017纸上描述的不规则性Boyden和他的团队引起的瓶颈。实验室团队成员在该工作中,使用扩展显微镜和过程实现了大约20nm的分辨率,以及它们在成像之前将样品扩展两次。该方法依赖于以自由基合成称为自由基合成的方法组装的吸收剂钠聚丙烯酸钠聚合物。

虽然在暴露于水时处理的过程组装的凝胶,但它们的结构(以及结果的密度)并不完全均匀。质量造成膨胀样品形状的轻微扭曲,限制了随后的成像的准确性。

一种新开发的凝胶,四凝胶,通过形成一种更可预测的结构,帮助研究小组克服了这种限制。通过将四面体聚乙二醇分子与四面体聚丙烯酸钠分子结合,研究小组创造了一种晶格状结构,这种结构比之前用自由基合成的聚丙烯酸钠凝胶更加均匀。

扩展单纯疱疹病毒类型1(HSV-1)颗粒的示范显示了改进方法的准确性。HSV-1颗粒具有不同的球形形状。在通过电子显微镜通过电子显微镜获得的形状扩张并将形状进行比较后,Boyden的群体发现失真低于以前版本的膨胀显微镜观察。

四凝胶的实现最终提供了大约10纳米的精度。

这项工作还包括尝试用这种新水凝胶在物理上扩展细胞,如人类肾脏细胞和老鼠脑细胞。下一步将努力提高精确度,使用户能够对这些细胞内的单个分子进行成像。这样做首先需要创建更小的标签或在执行扩展过程后添加标签;用来标记细胞分子的抗体大小约为10到20纳米。

团队成员还在探索其他类型的聚合物或四凝胶聚合物的改性版本是否可以提高准确性。

根据Boyden的说法,单一分子级准确性足以表明不同的分子如何相互作用。他说,他说,会产生关于细胞信号传导途径,免疫应答激活,突触通信,药物靶标相互作用和其他生物现象的新信息。

丽莎•杨的研究是由约翰·杜尔,开放的慈善事业,美国国立卫生研究院,霍华德•休斯医学研究所西蒙斯教授学者计划,情报高级研究项目活动,美国陆军研究实验室,以色列民族科学基金会,美国国家科学基金会,麦戈文相交的朋友,同伴的哈佛大学医学院的图像和数据分析的核心。

这项研究发表在自然纳米技术(www.doi.org/10.1038/S41565-021-00875-7.)。

photonics.com.
4月2021年
显微镜 扩张显微镜 爱德华·博登 麻省理工学院 聚合物凝胶 纳米成像 Biophotonics 分子成像 光学显微镜 医疗

注释
回到顶部
Facebook 推特 Instagram LinkedIn YouTube RSS
2021欧洲杯竞猜app [电子邮件受保护]

Laurin出版社Photonics Media
x 我们将-发送到您的收件箱。免费订阅我们的通讯。
我们使用cookies来改善用户体验,并分析我们的网站流量隐私政策。使用本网站,即表示您同意使用饼干除非你已经禁用了它们。