Pridobivanje barv na slike z elektronskim mikroskopom je težaven problem. Verjetno bi lahko rekli, da barva ne obstaja v tej lestvici, saj so stvari, ki jih slika elektronski mikroskop, manjše od valovne dolžine vidne svetlobe. Toda to znanstvenikov ni ustavilo pri poskusih ali vsaj razvoju tehnik za njihovo približevanje.
Sorodne vsebine
- Pohvalimo zdaj izum mikroskopa
Najnovejši, ki so ga v članku Cell opisali znanstveniki z kalifornijske univerze v San Diegu, pripisuje umetno barvo biološkim strukturam, ki bi nam lahko pomagale bolje razumeti strukture in funkcije znotraj celic. Prvi so uporabili to metodo na organskem materialu, ki se ujema z do tremi barvami in naredi, da je Golgijeva regija videti zeleno, plazemska membrana pa rdeče.
"Običajni elektronski mikroskopiji doda veliko dodatnih informacij, " pravi Stephen Adams, glavni avtor prispevka. "Upamo, da bo to splošna tehnika, ki jo bodo ljudje uporabili za to zelo veliko ločljivostno preslikavo katere koli molekule, resnično."
Ker tehnologije, kot je ta, povečujejo ločljivost slik, lahko znanstvenikom omogočijo, da sami pokukajo v celice in podrobneje prepoznajo telesa v njih. Pod običajnim mikroskopom, ki temelji na svetlobi, je nemogoče posneti nekaj manjšega od valovne dolžine svetlobe, ki ga uporablja mikroskop, to je približno 250 nanometrov, pojasnjuje Brian Mitchell, izredni profesor za celično in molekularno biologijo na univerzi Northwestern. "To je precej veliko območje, zato če poskušate reči, da je ta res pomemben protein, ki ste ga našli, na notranji strani membrane ali na zunanji strani membrane, je res težko reči, da ko ne morete spusti se pod 250 nm ločljivost, "pravi.
Medtem imajo črno-bele slike, ustvarjene z elektronskim mikroskopom, podobno težavo: čeprav je ločljivost, ki jo zagotavlja obseg, težko ločiti med različnimi celičnimi strukturami v sivi lestvici.
Tehnika, ki jo uporabljata Adams in družba, je nekakšna kombinacija svetlobne mikroskopije, ki odbija svetlobo predmetov, in elektronske mikroskopije, ki odstranjuje elektrone od predmetov. Najprej s sliko, ustvarjeno s svetlobnim mikroskopom, prepoznajo strukture, ki jih želijo poudariti. Uvedejo majhno količino redko zemeljske kovine in z njo prekrivajo strukturo. Nato ga podvržejo elektronskemu mikroskopu.
Ko mikroskop sproži elektrone na tkivo, nekateri gredo naravnost skozi, drugi pa zadenejo debelejše ali težje materiale in se odbijejo nazaj, nekako kot rentgen. Kar nekaj jih udari v redko zemeljsko kovino in izpodrine tam elektron, kar povzroči, da lete ven; skupaj z nekaj energije, ki se razlikuje od določene uporabljene kovine, in to meri njihov mikroskop. Tehnika se imenuje elektronska spektroskopija izgube energije.
Adams ima slikovne celične strukture, kot je Golgijev kompleks, beljakovine na plazemski membrani in celo beljakovine v sinapsah v možganih. "Za številne biološke poskuse je koristno, da se tako zelo poveča, da res vidimo, kje so ti proteini ali kje ta določena molekula je v celici in kaj počne, " pravi. "Pogosto vam predstavi, kaj je funkcija."
To ni samo akademsko, poudarja Mitchell. Vedeti, kaj se dogaja znotraj celice, je lahko koristno pri diagnozi in zdravljenju bolezni.
"Če imate beljakovine, ki se, recimo, lokalizirajo v neko celično strukturo ... in morda v takšni bolezni protein ne gre tja, kamor naj bi šel, " pravi Mitchell. "Če pogledate lokalizacijo beljakovin, pravite:" hej, ta protein ne gre tam, kjer bi moral biti, verjetno je to osnova mehanizma, zakaj celica ne deluje tako, kot bi moralo, in bi lahko bila podlaga za to bolezen naredi, kar počne. "
Članek Cell ni edini poskus zagotavljanja barvnih posnetkov z elektronskih mikroskopov. Drug drugje je korelativna svetlobna elektronska mikroskopija, ki označi celične strukture na sliki svetlobnega mikroskopa s fluorescentnimi molekulami, da jih poišče, nato pa z uporabo elektronskega mikroskopa in jih prekriva. Drugo je imunogolsko označevanje, ki veže zlate delce na protitelesa, ti pa se nato zaradi gostote zlata pojavijo na elektronski mikroskopski sliki. Toda vsak ima svoj problem: prvi potrebuje dve različni sliki, iz različnih mikroskopov, kar zmanjša natančnost; in slednje lahko daje nejasno obarvanje.
Časopis je zadnji nosil ime Rogerja Tsiena, nobelovca, ki je umrl avgusta. Tsien je bil najbolj znan po uporabi fluorescentnih beljakovin meduz za osvetlitev celičnih struktur.
"[Ta članek] je bil vrhunec skoraj 15 let dela, zato mislim, da je ostala še ena zapuščina, " pravi Adams. "To je upanje, da bomo pripeljali do novih idej in novih načinov za izboljšanje elektronskega mikroskopa in njegove uporabnosti."
