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2015值得期待的技術(shù):超越諾獎(jiǎng)的新技術(shù)

   2025-06-10 上海彩佑實(shí)業(yè)有限公司433

     在剛剛過(guò)去的2014年里,美國(guó)科學(xué)家Eric Betzig、William Moerner 和德國(guó)科學(xué)家Stefan Hell,因?yàn)閷?duì)超高分辨率顯微鏡所做出的貢獻(xiàn),獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這一技術(shù)的意義在于突破了幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)光學(xué)顯微鏡的“衍射極限”。這些科學(xué)家們從不同途徑“突破”了這一極限,使人們能夠分辨相距少于200nm的兩個(gè)物體。

     生物通報(bào)道:在剛剛過(guò)去的2014年里,美國(guó)科學(xué)家Eric Betzig、William Moerner 和德國(guó)科學(xué)家Stefan Hell,因?yàn)閷?duì)超高分辨率顯微鏡所做出的貢獻(xiàn),獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這一技術(shù)的意義在于突破了幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)光學(xué)顯微鏡的“衍射極限”。這些科學(xué)家們從不同途徑“突破”了這一極限,使人們能夠分辨相距少于200nm的兩個(gè)物體。這類技術(shù)被統(tǒng)稱為超高分辨率顯微技術(shù)或納米顯微技術(shù)。

     目前主要的超高分辨率技術(shù)包括:光激活定位顯微技術(shù)PALM、隨機(jī)光學(xué)重建顯微技術(shù)STORM、受激發(fā)射損耗STED,結(jié)構(gòu)照明顯微技術(shù)SIM和RESOLFT。其中,PALM和STORM屬于單分子定位顯微技術(shù)。

     專家們認(rèn)為與熒光顯微技術(shù)不同,電子顯微鏡(EM)能獲得精確的結(jié)構(gòu)信息,但是通過(guò)EM識(shí)別特殊蛋白是一個(gè)費(fèi)力不討好的工作,而且一般也不能定量。而通過(guò)衍射極限熒光成像的電子顯微技術(shù)雖然獲得的信息量大,但是無(wú)法達(dá)到幾十納米級(jí)別的分辨率。

     超分辨率熒光成像技術(shù)現(xiàn)在已接近電子顯微鏡技術(shù),不過(guò)這兩者之間還是存在至少一個(gè)數(shù)量級(jí)的分辨率差異。如果能將這兩者結(jié)合,提煉電子顯微和超分辨率熒光顯微的優(yōu)點(diǎn),也許能帶給我們驚喜。

    把這兩種方法放在一起并不是件簡(jiǎn)單的事。首先樣品準(zhǔn)備需要能用于兩種不同的方法,以最小的失真完成高質(zhì)量成像。其次以兩種模式獲得的成像也必須能精確對(duì)齊,這樣才能真正提供補(bǔ)充信息。

    比如說(shuō)來(lái)自美國(guó)NIH的一組研究人員為了將電鏡EM與光激活定位顯微技術(shù)PALM結(jié)合在一起,對(duì)細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)成果,研發(fā)出了一種樣品準(zhǔn)備的方法,這種方法基于嵌入式金納米棒,能完成20 納米分辨率的相關(guān)成像(Correlative super-resolution fluorescence and metal-replica transmission electron microscopy)。

   此外這種關(guān)聯(lián)技術(shù)還需要EM樣品準(zhǔn)備中合適的熒光標(biāo)記,另外一篇文章中,來(lái)自加州理工學(xué)院的研究人員為了關(guān)聯(lián)細(xì)菌細(xì)胞的PALM與冷凍電子層析成像,找到了能在冷凍條件下進(jìn)行光開啟的熒光蛋白,而且他們也成功阻止了冰晶體的形成。(Correlated cryogenic photoactivated localization microscopy and cryo-electron tomography)生物通 www.ebiotrade.com 

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    這就是關(guān)聯(lián)光學(xué)和電子顯微鏡技術(shù)(Correlative Light and Electron Microscopy,CLEM),這種技術(shù)既有熒光顯微鏡FM的分子標(biāo)記功能,又具有電子顯微鏡EM捕獲超微結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的高分辨率。這一相關(guān)顯微鏡技術(shù)讓細(xì)胞生物學(xué)家有可能理解生命大分子在細(xì)胞里的動(dòng)態(tài),得到其亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的更多信息。

    而這些相應(yīng)的解決方法也將能幫助這種超分辨率技術(shù)快速發(fā)展,用于生物學(xué)研究。

 
標(biāo)簽: 2015,新技術(shù)
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