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增强你的显微镜:研究人员分享茶花领超精密三维成像指南

物理学 2022-06-08 23:59:06

新南威尔士大学 研究人员描述了如何实现稳定系统来主动校正超分辨率显微镜的对准

荣誉:西芒·佩雷拉·科尔霍和琼格·贝克 UNSW悉尼的研究人员分享了一步一步的指令,授权其他科学家提高单分子显微镜的分辨率和稳定性

由于UNSW医学研究人员向科学界提供了一个系统,研究人员将能够建造超精密显微镜来观察和探索细胞内单个分子之间的相互作用

他们的系统简单而实用地克服了成像过程中与运动相关的挑战,超越了目前超分辨率显微镜的极限

当样品或显微镜装置在成像过程中移动时,会引入降低分子分辨率的误差,这就是所谓的漂移

“漂移是获得超过20-30纳米分辨率的主要障碍,这一分辨率是由获得诺贝尔奖的超分辨率荧光显微镜设定的,”来自UNSW医学的单分子科学的科学教授凯瑟琳娜·高斯说

“对样本成像的时间越长,漂移就越大

她说:“漂移的最大原因是行人或车在建筑物外行驶时产生的振动。”

教授

高斯解释说,对于单分子成像,研究人员通常用荧光染料标记分子,并使用激光让它们闪烁

“我们不能同时想象它们

因此,当样本在显微镜上漂移时,实验开始时发光分子的位置将不同于实验结束时的位置,从而引入一个假象,”她说

UNSW生物物理学家团队开发的主动稳定系统解决了这个问题,它通过在显微镜上添加传感器和反馈系统,在检测到微小变化时重新调整光路

当样品被成像时,稳定系统在所有三维空间中自动将光路返回到其原始位置的1纳米以内

在今年早些时候的《科学进展》出版物中概述了他们的自主反馈系统的设计后,该团队现在在《自然协议》中描述了如何实现稳定系统来主动校正超分辨率显微镜的对准并消除漂移

“这是在不同设置中使用我们的反馈系统的操作指南

我们在一系列系统上实现了它,包括商业上可获得的显微镜

领导这个项目的西芒·佩雷拉·科埃略

该协议旨在使没有经过专业光学培训的用户也能升级现有显微镜,包括软件使用指南和将硬件集成到定制或标准显微镜上

“我们现在可以想用多长时间就用多长时间,从一个样本中获取更多信息,而不会影响数据的质量

这不仅使实验更加精确,还开启了一个全新的想法,那就是你可以完全自主地运行它

高斯

她说:“同样的方法也可以用于其他要求高精度的仪器,例如原子力显微镜或脱氧核糖核酸测序仪,或者人工维护和重新校准仪器并不那么简单的地方。”

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