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德學(xué)者開(kāi)發(fā)了一種光學(xué)顯微鏡的新方法

2021-03-26 09:42:34賢集網(wǎng)閱讀量：5308 我要評(píng)論


　　【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 新品動(dòng)態(tài)】2021年3月24日，德國(guó)哥廷根，由馬克斯·普朗克生物物理化學(xué)研究所(MPI)的Stefan Hell和總部位于海德堡的醫(yī)學(xué)研究的MPI*的研究人員開(kāi)發(fā)了一種光學(xué)顯微鏡方法MINSTED，該方法能夠解析熒光標(biāo)記的分子清晰度的細(xì)節(jié)。該技術(shù)源自同樣由Hell開(kāi)發(fā)的STED顯微鏡，他因此獲得了2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)20到30 nm的分辨率，比當(dāng)時(shí)可用的光學(xué)顯微鏡高約10倍。
 
　　Hell說(shuō)：“ 20年前，我們從根本上打破了熒光的衍射分辨率極限STED顯微鏡；在那之前，這被認(rèn)為是不可能的。那時(shí)，我們夢(mèng)想著：利用STED，我們希望變得如此出色，以至于有一天我們將能夠分離相距僅幾納米的分子?，F(xiàn)在我們已經(jīng)成功了。”
 
　　MINSTED還基于Hell和他的團(tuán)隊(duì)在2016年獲得的開(kāi)發(fā)成果MINFLUX，該開(kāi)發(fā)成果將STED原理中的元素與另一種光學(xué)顯微鏡技術(shù)PALM / STORM中的一種相結(jié)合。此方法實(shí)現(xiàn)的分辨率僅為幾納米。
 
　　然后，Hell提出理論，認(rèn)為MINFLUX不會(huì)仍然是*的分子拆分方法，而是代表具有該分辨率水平的新技術(shù)家族的*位成員。MINSTED證明了這種假設(shè)是正確的。該方法比MINFLUX更依賴(lài)原始STED原理。
 
　　地獄實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生邁克爾·韋伯(Michael Weber)以及該方法的*說(shuō)：“這具有優(yōu)勢(shì)。像MINFLUX一樣，它可以達(dá)到分子分辨率，但是背景噪聲較低。此外，現(xiàn)在可以幾乎連續(xù)地將分辨率從200 nm調(diào)整到分子大小-1 nm。”
 
　　新方法使STED發(fā)揮了全部潛力。STED顯微鏡通過(guò)依次打開(kāi)和關(guān)閉相鄰的熒光特征或分子來(lái)工作，它使用激光束刺激分子，然后再激發(fā)第二束。所謂的STED光束可防止分子發(fā)熒光。但是，STED光束是中空的-光束的橫截面將顯示帶孔的球形。僅在該甜甜圈形光束中間的分子可以發(fā)出熒光。因此，人們總是知道發(fā)射分子的位置。
 
　　在實(shí)踐中，STED無(wú)法獲得分子分辨率，因?yàn)榄h(huán)形的熒光抑制光束無(wú)法制造得足夠堅(jiān)固，以至于只有單個(gè)分子能夠插入孔中。
 
　　為了解決該問(wèn)題，首先通過(guò)獨(dú)立的光化學(xué)轉(zhuǎn)換過(guò)程(而不是通過(guò)甜甜圈光束本身)隨機(jī)打開(kāi)MINSTED中的熒光分子，將其隔離。防熒光的STED甜甜圈光束單獨(dú)定位熒光分子，并以孔作為參考點(diǎn)
 
　　地獄部門(mén)的博士后研究員Marcel Leutenegger說(shuō)：“如果孔與該分子重合，則該分子發(fā)光*，您可以精確地知道它在哪里，因?yàn)槭冀K知道STED甜甜圈束的確切位置，這就是為什么我們逐漸以1-3納米(即分子的大小)的精度接近分子的原因。與光化學(xué)的開(kāi)關(guān)有關(guān)，分辨率變成了分子規(guī)模。”
 
　　原標(biāo)題：德學(xué)者開(kāi)發(fā)了一種光學(xué)顯微鏡的新方法
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