|
 Đang trực tuyến :
21 |
|
 Số lượt truy cập :
33364486 |
|
|
|
|
|
Rào cản màu sắc bị phá bỏ: Bảng màu kính hiển vi được mở rộng gần gấp 5 lần
Thứ tư, 26-04-2017 | 08:09:05
|
|
Theo một số ước tính, mắt người có thể phân biệt được tới 1 triệu màu nhưng các nhà khoa học nhìn qua kính hiển vi bị giới hạn chỉ nhìn được duy nhất 5 màu. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Columbia vừa dỡ bỏ được “rào cản màu sắc” này với một kỹ thuật mới giúp tăng khả năng nhìn màu của kính hiển vi lên tổng cộng 24 màu khác nhau.
Nhuộm màu các cấu trúc bên trong tế bào có thể giúp các nhà khoa học theo dõi tác dụng của thuốc, quan sát các cơ chế sinh học tế bào diễn ra, lần theo các đường dẫn trao đổi chất phức tạp và nhiều thứ nữa. Cho đến nay, có 2 cách chính mà các nhà nghiên cứu sử dụng màu sắc để quan sát vật liệu tế bào: kính hiển vi huỳnh quang và quang phổ học Raman.
Trong kỹ thuật hiển vi huỳnh quang, cấu trúc tế bào được nhuộm màu hoặc đánh dấu bằng một hóa chất phát sáng huỳnh quang gợi là fluorophore (hoặc fluorochrome) mà khi được chiếu sáng sẽ phát lại ánh sáng đó trong một bước sóng cụ thể, chiếu sáng cấu trúc. Tuy nhiên, hệ thống chỉ cho phép 5 màu khác nhau được sử dụng mỗi lần, có nghĩa là chỉ có 5 cấu trúc khác nhau có thể theo dõi cùng lúc trên mỗi mẫu mô. Nếu các nhà nghiên cứu muốn thấy các quá trình khác trên cùng mô đó, họ cần làm sạch nó và bắt đầu lại từ đầu và quá trình làm sạch đó có thể làm hư hại mô.
Với quang phổ học Raman, một mẫu mô được chiếu bằng một tia laser. Một phần của ánh sáng đó bị tán xạ dựa trên rung động nó gặp từ các phân tử trong mô. Một kính hiển vi Raman chuyển các bước sóng khác nhau này thành hình ảnh và cung cấp thông tin về cấu trúc hóa học của mô. Hạn chế của phương pháp này là để nó đạt hiệu quả, hàng triệu phân tử của bất kỳ cấu trúc nào đều phải hiện diện để nó tạo đủ tần số rung để vận hành. Bất kỳ số lượng nào ít hơn sẽ khiến việc chụp ảnh bất khả thành.
Để giải quyết vấn đề, các nhà nghiên cứu Đại học Columbia đã kết hợp cả 2 hệ thống. Họ gọi kỹ thuật mới là kỹ thuật hiển vi epr-SRS. Thay vì cần 1 triệu, kính hiển vi mới chỉ cần 30 cấu trúc để tiến hành phép đo phổ Raman, khiến nó nhạy hơn các thiết bị tiền nhiệm. Các nhà nghiên cứu cũng đã khai thác các phân tử làm dấu khác nhau và màu nhuộm cho phép 24 cấu trúc khác nhau được quan sát thay vì chỉ có 5 màu. Tác giả dẫn đầu nghiên cứu Lu Wei cho biết 14 màu trong số đó đến từ các phân tử đánh dấu do nhóm bà tạo ra trong khi 6 màu đã được thương mại hóa. 4 màu khác đến từ màu nhuộm huỳnh quang.
Hệ thống epr-SRS đã được thử nghiệm thành công trên mô não.
“Chúng tôi đã có thể thấy được các tế bào khác nhau làm việc cùng nhau. Đó là sức mạnh của một bảng màu lớn hơn. Giờ chúng tôi có thể chiếu sáng toàn bộ các cấu trúc khác nhau này trong mô não cùng lúc. Trong tương lai, chúng tôi hy vọng sẽ thấy chúng thực hiện chức năng trong thời gian thực”, Wei cho biết.
Hệ thống mới không chỉ cho phép các nhà nghiên cứu thu được một bức tranh toàn diện hơn về những gì diễn ra bên trong tế bào mà hệ thống màu tăng cường còn cho họ hiểu những diễn ra giữa các tế bào.
“Các dạng tế bào khác nhau có chức năng khác nhau và các nhà khoa học thường chỉ nghiên cứu một dạng tế bào mỗi lần. Với nhiều màu hơn, nay chúng ta có thể nghiên cứu nhiều tế bào cùng lúc để quan sát cách chúng tương tác và thực hiện chức năng riêng và phối hợp với nhau trong điều kiện khỏe mạnh so với trong tình trạng bị bệnh”, Wei cho biết.
Wei Min, người có phòng thí nghiệm nơi nghiên cứu được tiến hành, cho biết thêm rằng kỹ thuật chụp ảnh mới có thể mở cánh cửa hướng tới các phương pháp điều trị ung thư tốt hơn. Nếu các nhà nghiên cứu thấy được cách các cấu trúc tương tác với nhau trong từng tế bào ung thư thì thuốc có thể được phát triển để nhắm vào các cấu trúc đó với độ chính xác cao.
“Trong lĩnh vực sinh học hệ thống, cách để đồng thời chụp ảnh số lượng lớn các loại phân tử bên trong tế bào với độ nhạy cao và có đặc trưng vẫn là một thách thức lớn đối với kỹ thuật hiển vi quang học. Điều làm cho công trình này mới và đặc biệt là có 2 cơ cấu hợp lực – dụng cụ và phân tử – làm việc cùng nhau để giải quyết rào cản lâu đời này. Nền tảng của chúng tôi có khả năng thay đổi hiểu biết về các hệ thống sinh phọc phức tạp: một bản đồ tế bào người khổng lồ, các đường dẫn trao đổi chất, chức năng của nhiều cấu trúc khác nhau trong não, môi trường bên trong khối u và các cơ cấu lắp ráp đại phân tử chẳng hạn”,Minchia sẻ.
LH - Dostdongnai, theo New Atlas. |
Trở lại
In
Số lần xem: 2054
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
