روش جدید دانشگاه ام آی تی برای تصویربرداری واضح از ذرات ویروس
پژوهشگران ˮدانشگاه ام آی تیˮ، یک روش جدید تصویربرداری را عرضه کرده اند که می تواند ذرات ویروس را با وضوح بالا نشان دهد.
به گزارش لینک بگیر به نقل از ایسنا و به نقل از نانومگزین، مهندسان دانشگاه "ام آی تی"(MIT) با استفاده 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 به صورت انفرادی ببینید و نوع آنها را تشخیص دهید، پس در واقع 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 شروع کرده اند. پژوهشگران با استفاده از این روش، نمونه های خویش را قبل از تصویربرداری، حدودا چهار برابر بزرگ می کنند. این کار به آنها امکان می دهد تا تصاویری با وضوح بالا را بدون احتیاج به تجهیزات پرهزینه تولید کنند. آزمایشگاه بویدن، روش هایی را هم 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 در این حوزه 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 عرضه می دهند اما تجهیزات مورد نیاز، هزینه زیادی دارند و به طور 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 استفاده 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 معروف به "تتراژل"(tetra-gel) ابداع کردند که ساختار قابل پیشبینی 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 مورد پرداختیم که با چه اطمینانی می توانیم ساختار نانوشکل ها و آرایش مکانی این مولکول ها را حفظ نماییم.
منبع: لینك بگیر
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب