Наноскопічна гіперлінза з натурального кристалу покаже нам віруси на поверхні клітин

Keith Wood/Vanderbilt University

Дослідники з Університету Вандербільта та інших шкіл сприяли створенню об'єктива, здатного бачити життя на нанорівні. Об'єктив зможе показати дослідникам процес зараження вірусом клітини в її природному середовищі.

Гіперлінзовий нано-зір

Дослідження Університету Вандербільта і інших беруть участь установ розробили нову технологію лінзування, яка дозволяє вченим бачити живі клітини в їхньому природному середовищі. Новий об'єктив настільки потужний, що він дозволяє дослідникам виявити невеликий вірус на поверхні живої клітини. Ця чудова резолюція - завдяки досягненням в області гіперлізінга - методу створення лінз з можливістю захоплення об'єктів, менших довжини хвилі світла.

В прес-релізі від Vanderbilt член команди Олександр Джайлс, фізик-дослідник в Військово-морської дослідницької лабораторії США, сказав: «Контроль і управління світлом при наномасштабних вимірах, як відомо, складні і неефективні. Наша робота забезпечує новий шлях вперед для наступного покоління матеріалів і пристроїв». До цього розвитку можна було переглядати об'єкти в наномасштабе без гіперленсінга, використовуючи такі технології, як електронні та атомно-силові мікроскопи. Однак застосування цих технологій було непомірно високим, оскільки вони могли працювати тільки при високому вакуумі, вони бомбардували б зразки шкідливим випромінюванням або могли б використовуватися тільки з ліофілізованими клітинами. Розгляд живих нанорозмірних об'єктів в їх природному середовищі неможливо за допомогою цих методів.

Закони фізики не дозволяють традиційним об'єктивам вирішувати об'єкти, менші довжини хвилі світла. Завдяки інфрачервоному світлі цей бар'єр, відомий як «дифракційну межу», не дозволяє відображати об'єкти, розміром менше приблизно 3250 нанометрів. Матеріал, розроблений цією дослідницькою групою, здатний захоплювати зображення предметів розміром до 30 нанометрів. Для перспективи людське волосся мають діаметр від 80 000 до 100 000 нм (нм).

Супер бачення

Гіперслоі складаються з гексагонального нітриду бору (hBN), природно зустрічається кристала. Попередні лінзи, розроблені з матеріалом, змогли зобразити об'єкти як дрібні, як найменші відомі бактерії. Нове дослідження привело до десятикратного поліпшенню можливостей обробки зображень, в результаті чого вчені змогли переглянути багато вірусів, розмір яких може варіюватися від 20 до 400 нм.

З огляду на цю здатність розглядати дрібні об'єкти в тандемі з нешкідливим характером техніки візуалізації, і ми можемо бачити, що за допомогою фахівців з гіперлізісу з'явилася можливість розглядати клітинні процеси в їх природному середовищі, що, безсумнівно, призведе до значних успіхів у медичній і біологічній науки. Можливість перегляду процесів, таких як проникнення вірусу в клітину, може надати дослідникам нові можливості для боротьби з ними або побачити, як наша імунна система працює на клітинному рівні, може показати нам нові способи зміцнення своїх можливостей. Дослідники впевнені, що їх результати за допомогою гіперлізіса можуть бути навіть покращені завдяки більшій кількості досліджень з використанням більших кристалів. «В даний час ми тестуємо дуже дрібні пластівці очищеного hBN», - сказав Джошуа Колдуелл, ад'юнкт-професор машинобудування в Університеті Вандербільта і дослідний керівник дослідження. «Ми думаємо, що ми побачимо подальші поліпшення з більш великими кристалами».

Розробка зображень пройшла довгий шлях з моменту винаходу оригінального мікроскопа в 17 столітті. Тепер у нас є здатність переглядати найскладніші компоненти життя. Вплив, яке це матиме на біологію і медицину, в даний час пізнати, але перспективи не обмежені.

Література: Еурекалерт, Університет Вандербільта, Природні матеріали