روش جدید دانشگاه ام آی تی برای تصویربرداری واضح از ذرات ویروس
نهایت علم: پژوهشگران ˮدانشگاه ام آی تیˮ، یک روش جدید تصویربرداری را ارایه داده اند که می تواند ذرات ویروس را با وضوح بالا نشان دهد.
به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از نانومگزین، مهندسان دانشگاه "ام آی تی"(MIT) با بهره گیری از میکروسکوپ های نوری معمولی، روشی را برای تصویربرداری از نمونه های بیولوژیکی در مقیاس ۱۰ نانومتر ابداع نموده اند که به آنها امکان می دهد تا از ویروس ها و مولکول های زیستی تصویربرداری کنند.
این روش جدید، بر "میکروسکوپ انبساطی"(expansion microscopy) مبتنی است که جاسازی نمونه های بیولوژیکی در هیدروژل و سپس گسترش آنها قبل از تصویربرداری با میکروسکوپ را شامل می شود. پژوهشگران برای آخرین نسخه این روش، نوع جدیدی از هیدروژل را ابداع کردند که پیکربندی یکنواخت تری را حفظ می نماید و امکان دقت بیشتری را در تصویربرداری از ساختارهای کوچک فراهم می آورد.
"ادوارد بویدن"(Edward Boyden)، استاد دانشگاه ام آی تی و از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: این درجه از دقت می تواند دریچه ای جهت بررسی تعاملات اساسی مولکولی باشد که زندگی را ممکن می کنند.
وی ادامه داد: اگر بتوانید مولکول ها را بصورت انفرادی ببینید و نوع آنها را تشخیص دهید، پس در حقیقت در حال نگاه کردن به ساختار زندگی هستید.
هزینه پایین، وضوح بالا
از زمان انجام شدن اولین آزمایش بویدن در سال ۲۰۱۵، خیلی از آزمایشگاه های سراسر جهان، استفاده از میکروسکوپ انبساطی را آغاز نموده اند. پژوهشگران با بهره گیری از این روش، نمونه های خودرا قبل از تصویربرداری، حدودا چهار برابر بزرگ می کنند. این کار به آنها امکان می دهد تا تصاویری با وضوح بالا را بدون نیاز به تجهیزات پرهزینه تولید کنند. آزمایشگاه بویدن، روش هایی را نیز برای برچسب گذاری پروتئین ها، آران ای و سایر مولکول های موجود در نمونه ابداع کرده است تا بتوان از آنها بعد از انبساط، تصویربرداری کرد.
بویدن افزود: صدها گروه در حال استفاده از میکروسکوپ انبساطی هستند. تقاضا برای یک روش ساده و کم هزینه تصویربرداری نانو، به وضوح وجود دارد. سوال این است که چقدر می توانیم دراین زمینه خوب باشیم و آیا می توانیم به دقت بررسی انفرادی مولکول برسیم. دلیل وجود چنین پرسش هایی این است که می خواهیم به وضوحی دست پیدا نماییم که به ساختارهای اساسی زندگی برسد.
روش های دیگر مانند میکروسکوپ الکترونی و فراتفکیک پذیری، وضوح بالایی را ارائه می دهند اما تجهیزات مورد نیاز، هزینه زیادی دارند و به شکل گسترده در دسترس نیستند. میکروسکوپ انبساطی، امکان تصویربرداری وضوح بالا را با میکروسکوپ نوری معمولی امکان پذیر می کند.
آزمایشگاه بویدن در مقاله ای که در سال ۲۰۱۷ منتشر کرد، وضوح حدود ۲۰ نانومتر را با بهره گیری از فرآیندی نشان داد که در آن نمونه ها قبل از تصویربرداری، دو برابر گسترش می یابند. این روش، بر یک پلیمر جاذب مبتنی است که از سدیم پلی اکریلات ایجاد می شود. این ژل ها در معرض آب متورم می شوند اما یکی از محدودیت های آنها این است که از نظر ساختار یا چگالی، کاملا یکنواخت نیستند. این بی نظمی، تغییرات کوچکی را در شکل نمونه هنگام انبساط آن به وجود می آورد که دقت قابل دستیابی را محدود می کند.
پژوهشگران برای غلبه بر این مشکل، ژل جدیدی موسوم به "تتراژل"(tetra-gel) ابداع کردند که ساختار قابل پیش بینی تری را شکل می دهد. آنها با ترکیب مولکول های چهار وجهی "پلی اتیلن گلیکول"(PEG) و سدیم پلی اکریلات توانستند ساختاری مشبک ایجاد کنند که نسبت به هیدروژل های سدیم پلی اکریلات که پیش تر استفاده می کردند، یکنواخت تر است.
پژوهشگران، دقت این روش را با به کار بردن آن در ذرات "ویروس هرپس سیمپلکس ۱"(HSV-1) نشان دادند که شکل کروی متمایزی دارد. پژوهشگران بعد از انبساط ذرات ویروس، شکل های به دست آمده را با شکل های به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی مقایسه کردند و دریافتند که میزان تغییر شکل این ذرات، کمتر از آن چیزی است که در نسخه های پیشین میکروسکوپ انبساطی وجود دارد و امکان دستیابی به دقت حدود ۱۰ نانومتر را برای آنها فراهم می آورد.
"رویشوان گائو"(Ruixuan Gao)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ما می توانیم نحوه آرایش این پروتئین ها را هنگام انبساط آنها مورد بررسی قرار دهیم و میزان نزدیک بودن آنها را به شکل کروی ارزیابی نماییم. ما آنها را به این صورت اعتبارسنجی کردیم و به تعیین این مساله پرداختیم که با چه اطمینانی می توانیم ساختار نانوشکل ها و آرایش مکانی این مولکول ها را حفظ نماییم.
منبع: elmend.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب