Новый микроскоп позволит увидеть структуру клеток

Новый микроскоп позволит увидеть структуру клеток

Нано-размерные кристаллы магнитных материалов можно найти внутри самых разнообразных организмов. Среди наиболее изученных организмов — магнитотактические бактерии, которые могут для своей навигации и ориентации в пространстве использовать синтезированные биологическим путем магнитосомы. Эти органеллы, изготовленные из частиц оксида или сульфида железа, в принципе могут иметь множество терапевтических применений.

В сочетании с новыми технологиями, основанными на МРТ, они могут быть использованы в качестве контрастных агентов или магнитных меток при получении изображений. Их также можно использовать для доставки лекарства в какую-то область тела или для локального перегрева этой области в процессе лечения. Но для того, чтобы достичь этих целей требуется лучшее понимание того, как эти магнитосомы включают в себя «биоминералы», и какова структура трехмерных полей, исходящих от них.

Основные принципы техники магнитной визуализации, использованные учеными, были известны и ранее. Они заключаются в обнаружении изменений квантовых спиновых состояний кристаллографических дефектов, известных как азотно-вакантные центры, внутри алмазной частицы. Новое исследование позволило впервые применить подобную технологию к живым образованиям.

Бактерию помещают на поверхность алмаза, где поля от магнитосом искажают характерные сигналы азот-вакантных центров (электронно-спиновый резонанс). Оптический луч используется для считывания этих сигналов, при этом разработанная методика позволяет в дальнейшем восстановить направление магнитного поля, или другими словами, определить его вектор.

Исследователи показали, что поля, создаваемые этими бактериями, могут быть отображены с разрешением 400 нм. Оптические изображения распределения поля фиксировались с помощью sCMOS-камеры, на наблюдаемом участке размером 100 мкм на 30 мкм. Получаемые яркие изображения поля одновременно привязывались к изображению клетки, получаемому с использованием подсветки красным светодиодом 660 нм, чтобы связать строение клетки с ее магнитными образованиями.

Кроме того, чтобы делать моментальные снимки распределений поля, установка также может создать возможности для динамической визуализации изменения поля в процессе цикла развития кристаллов магнетосом. Другие методы магнитной визуализации, такие как «SQUID» и электронная голография, используя результаты проведенной работы, могут быть аналогичным образом адаптированы для получения еще более высоких пространственных разрешений, чем достигнутые в настоящих исследованиях.

Источник: itword.org

Похожие новости:
Кемеровский госуниверситет получил мощнейший микроскоп
На днях пресс-служба КемГУ сообщила о новом приобретении. Кемеровский государственный университет обзавелся уникальным электронным микроскопом, самым мощным в Кузбассе. В России таких микроскопов единицы. Новый прибор продемонстрировали председателю Сибирского отделения РАН академику Александру Асееву и директору ..
2013-02-8 1893 0 Технология
1
Ученые создали сетчатку глаза из стволовых клеток
Медиками из Университета Калифорнии (Ирвин, США) разработана восьмислойная полнофункциональная сетчатка. Она целиком состоит из стволовых клеток человека. Ученые также сообщают, что созданная ими сетчатка является 1-м полностью завершённым трехмерным живым органом человека. Он создан в лабораторных условиях. Сетчатки ..
2012-06-14 3371 0 Технология
3
Новый тип микроскопа работает на нейтронах
Исследователи из МИТ (Массачусетский технологический институт) в сотрудничестве с НАСА разработали принципиально новый микроскоп, который, для получения изображений высокой четкости, будет использовать нейтроны — субатомные частицы с нулевым зарядом — вместо пучка света или электронов. Помимо прочих преимуществ, ..
2013-10-6 1889 0 Технология
0
Пористые белковые кристаллы позволят хранить молекулы внутри клеток
Японские биоинженеры разработали протеиновые кристаллы с пористой структурой, способной удерживать экзогенные молекулы внутри живых клеток. В перспективе такие пористые кристаллы можно будет использовать, например, для внутриклеточной доставки лекарств или ферментов. Статья опубликована в журнале ACS Nano.Прототипом для протеиновых кристаллов ..
2017-02-09 6723 0 Технология
0
Японские ученые вырастили функциональные ткани печени
Ученые в Японии вырастили функциональную ткань человеческой печени из стволовых клеток. Новая технология позволит решить проблему нехватки донорских тканей для трансплантации. Ученые для начала вырастили «зародыш» печени из человеческих стволовых клеток, а потом пересадили их живым мышам. В результате ..
2013-07-9 2237 0 Технология
0
Найден новый способ превращения смартфона в микроскоп
Ученые из Австралии разработали простой и недорогой способ превратить смартфон в микроскоп с большим разрешением. Это открытие, по их мнению, может стимулировать развитие науки и медицины в развивающихся странах. В исследовании, опубликованном в четверг на страницах журнала Biomedical Optics Express, авторы предлагают ..
2014-04-27 1916 0 Технология
0
Японцы научились выбраковывать дефектные стволовые клетки
Ученые из Центра прикладных исследований индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток) Киотского университета (Kyoto University, Япония) под руководством нобелевского лауреата, профессора Синъи Яманаки (Shinya Yamanaka), нашла способ выбраковки дефектных стволовых клеток, из которых развивается раковая опухоль. Как сообщает ..
2013-11-19 2203 0 Технология
0
В России научились выращивать сетчатку глаза из перепрограммированных клеток
В Федеральном научно-клиническом центре физико-химической медицины (ФНКЦ ФХМ) — подразделении Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) — научились выращивать сетчатку глаза из перепрограммированных клеток. Об этом пишет газета «Известия».Эта разработка позволит лечить пациентов, теряющих зрение. Первую трансплантацию ..
2016-12-01 4586 0 Технология
0
Ученые вырастили мини-мозг в чашке петри
Ученые в первые в мире смогли вырастить мини мозг из стволовых клеток, о чем и поспешили сообщить из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University). На данном мозге, выращенном из стволовых клеток будут проводить разного рода эксперименты. Также ученые заявляют, ..
2016-03-13 2049 0 Технология
0
Ученые смоделировали самый сложный квазикристалл
Американские инженеры смоделировали самую сложную кристаллическую структуру. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Materials, а кратко с ней можно ознакомиться на сайте Мичиганского университета. Наблюдать трехмерную структуру икосаэдрического квазикристалла ученым удалось при помощи компьютерной симуляции ..
2014-12-26 9124 0 Технология
0
Физики разработали фемтосекундную микроскопию для электромагнитных полей
Физики из Университета Людвига Максимилиана разработали новую методику электронной микроскопии, которая позволяет увидеть сверхбыстрые колебания электромагнитного поля. Ученые проверили ее, проанализировав изменения в электронном поле, которые происходят при взаимодействии метаматериалов с видимым светом. По словам авторов, новый метод микроскопии ..
2016-07-25 2674 0 Технология
1
Анализ ДНК можно будет провести прямо на смартфоне
Специалисты института наносистем в Калифорниии создали устройство, благодаря которому обычный смартфон трансформируется в мини-лабораторию для анализа ДНК. Данное устройство представляет собой мобильный микроскоп, прикрепленный к Windows смартфону  и использует его камеру для того, чтобы изучать генетическкю информацию ..
2014-12-23 9998 0 Технология
0
Стволовые клетки кожи помогут вылечить облысение
Ученые из Института Макса Планка в Кельне нашли новый способ получения стволовых клеток, который можно использовать для борьбы с облысением, а также для уменьшения количества экспериментов над животными. Применяя разработанный метод, биологи сумели вырастить кожу мышей в чашке ..
2016-12-21 4581 0 Технология
0
Ученые создали чип для акустической сортировки клеток
Методика использования звуковых волн для сортировки клеток на чипе позволит создавать миниатюрные медицинские аналитические устройства, по сравнению с которыми трикодер из сериала Star Trek покажется просто огромным – об этом сообщила группа исследователей. «В наши дни, ..
2012-10-12 1691 0 Технология
0
Наночип восстановил кровеносные сосуды в конечностях мышей
Команда американских ученых провела успешные испытания наночипа, способного восстанавливать клетки сосудистых тканей. Созданная ими технология может репрограммировать клетки кожи, превращая их в клетки других тканей. Протестировав наночип на мышах, ученые восстановили нарушенные функции кровообращения ..
2017-08-14 21129 0 Технология
0