ابداع میکروسکوپ جدید برای مشاهده درون سلول

برای اولین بار امکان مطالعه سلول‌ها بدون نیاز به تغییر شیمیایی، نشان‌گذاری و یا بریدن آنها امکان‌پذیر شده است. در روش جدید به جای انجام این کارها، سلول‌ها به سرعت منجمد شده و در محیط طبیعی خود مطالعه می‌شوند.

برای اولین بار امکان مطالعه سلول‌ها بدون
نیاز به تغییر شیمیایی، نشان‌گذاری و یا بریدن آنها امکان‌پذیر شده است. به
جای انجام این کارها، سلول‌ها به سرعت منجمد شده و در محیط طبیعی خود
مطالعه می‌شوند. این روش جدید به سرعت تصاویر سه‌بعدی از سلول ها فراهم
نموده و شکاف میان روش‌های میکروسکوپی معمول را پر می‌کند.

با این میکروسکوپ جدید تصاویر سه‌بعدی از کل سلول در یک مرحله تهیه می‌شود.
این ویژگی نسبت به میکروسکوپ‌های الکترونی که در آنها تصویر کلی از کنار هم
گذاشتن تصاویر بخش‌های کوچک ایجاد می‌شود، یک مزیت به‌شمار می‌رود. این کار
برای تنها یک سلول می‌تواند هفته‌ها زمان ببرد. همچنین در این روش بر خلاف
میکروسکوپی فلورسانس که تنها اشیای نشان‌دار در آن مشاهده می‌شوند، نیازی
به نشان‌گذاری سلول‌ها با مولکول‌های رنگی وجود ندارد. این روش میکروسکوپی
اشعه ایکس از تباین میان مولکول‌های آلی و آب برای ایجاد تصویری از کل سلول
بهره می‌برد. دکتر گرد اشنایدر و گروه وی در موسسه مواد نرم و کارکردی
اختراع خود را در مجله Nature Methods معرفی کرده‌اند. آنها با همکاری
محققانی از موسسه ملی سرطان در آمریکا، تصویری سه‌بعدی از سلول‌های
adenocarcinoma موش را بازسازی کردند. به‌دلیل تفکیک‌پذیری بالای این روش،
کوچک‌ترین جزئیات سلول از جمله غشای دولایه‌ای هسته سلول، حفرات هسته‌ای در
غلاف هسته و کانال‌های غشایی در هسته قابل مشاهده بودند. چنین مشاهداتی
برای درک بیشتر فرایندهای درون‌سلولی، همچون چگونگی نفوذ ویروس‌ها یا
نانوذرات به‌درون هسته ضروری هستند.
 

برای اولین بار است که جزئیات درون سلول با
دقت ۳۰ نانومتر با استفاده از میکروسکوپی اشعه ایکس مشاهده می شوند. چنین
ساختارهایی با میکروسکوپی نوری دیده نمی‌شوند.

محققان این تفکیک‌پذیری سه‌بعدی بالا را از طریق تاباندن نوری که انسجام
جزئی دارد، به ساختارهای ریز اشیای منجمد آبدار به‌دست آورده‌اند. انسجام
جزئی ویژگی دو موج است که فاز نسبی آنها دارای نوسانات تصادفی است، ولی با
این حال این نوسانات برای اینکه دو موج به طور کامل غیرمنسجم باشند، کافی
نیست. تابش چنین نوری به اشیای ریز، تباین بیشتری نسبت به تابش نور
غیرمنسجم ایجاد می‌کند. محققان با ترکیب این روش با لنزهای با تفکیک‌پذیری
بالا، توانستند ریزساختارهای درون سلول را با تباینی بی‌سابقه مشاهده کنند.

همچنین با استفاده از این میکروسکوپ جدید، فضای بیشتری در اطراف نمونه خالی
می‌ماند که امکان مشاهده فضایی بهتر را فراهم می‌کند. با روش‌های قبلی این
فضا توسط دستگاه اشغال می‌شد.