הבאת צבע לתמונות מיקרוסקופ אלקטרוניות היא בעיה קשה. ניתן לומר באופן סביר כי צבע לא קיים באותו סולם, מכיוון שהדברים המצולמים במיקרוסקופ אלקטרונים קטנים מאורך הגל של האור הנראה. אבל זה לא הפריע למדענים לנסות, או לפחות לפתח טכניקות לקירוב זה.
תוכן קשור
- הרשו לנו עכשיו לשבח את המצאת המיקרוסקופ
האחרון, שתואר במאמר ב- Cell על ידי מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, מחבר צבע מלאכותי למבנים ביולוגיים, דבר שיכול לעזור לנו להבין טוב יותר את המבנים והתפקודים שבתאים. הם הראשונים להשתמש בשיטה זו על חומר אורגני, המתאימים לשלושה צבעים והופכים, בדוגמה אחת, אזור גולגי נראה ירוק ואדום קרום הפלזמה.
"זה מוסיף מידע רב נוסף למיקרוסקופיה אלקטרונית קונבנציונלית, " אומר סטיבן אדמס, מחבר הראשי של העיתון. "אנו מקווים שזו תהיה טכניקה כללית בה אנשים ישתמשו למיפוי רזולוציה גבוהה מאוד זו של כל מולקולה, באמת, שהם רוצים."
מכיוון שטכנולוגיות כאלו מעלות את רזולוציית התמונות, זה יכול לאפשר למדענים להציץ בתוך התאים עצמם ולזהות את הגופים שבתוכם ביתר פירוט. תחת מיקרוסקופ מסורתי מבוסס אור, אי אפשר לדמיין משהו קטן יותר מאורך הגל של האור בו משתמש המיקרוסקופ, שהוא בערך 250 ננומטר, מסביר בריאן מיטשל, פרופסור חבר לביולוגיה תאית ומולקולרית באוניברסיטת נורת'ווסטרן. "זה אזור די גדול, כך שאם אתה מנסה לומר שהחלבון החשוב באמת שמצאת נמצא בחלק הפנימי של קרום או בחלק החיצוני של קרום, באמת קשה לומר שכשאתה לא יכול קבל מתחת לרזולוציה של 250 ננומטר, "הוא אומר.
בינתיים, לתמונות שחור-לבן שנוצרו על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים יש בעיה דומה: בעוד שהרזולוציה שההיקף מספק היא גדולה, יכול להיות קשה להבחין בין מבנים תאיים שונים בסולם אפור.
הטכניקה בה השתמשה חברת אדמס היא סוג של שילוב של מיקרוסקופיית אור, המקפיץ אור מהחפצים, ומיקרוסקופיית אלקטרונים, המקפיץ אלקטרונים מחפצים. ראשית, הם משתמשים בתמונה שנוצרת במיקרוסקופ כדי לזהות את המבנים שהם רוצים להבליט. הם מציגים כמות קטנה של מתכת אדירה נדירה, ומכסים איתה את המבנה. ואז הם מכניסים אותו למיקרוסקופ אלקטרונים.
כאשר המיקרוסקופ יורה אלקטרונים על הרקמה, חלקם עוברים ימינה, ואחרים פוגעים בחומרים עבים יותר או כבדים יותר ומקפצים בחזרה, בדומה לרנטגן. מעטים פוגעים במתכת האדמה הנדירה, ומעבירים שם אלקטרון וגורמים לו לעוף החוצה; יחד עם מגיע מעט אנרגיה, שונה למתכת המסוימת שבה משתמשים, וזה מה שהמיקרוסקופ שלהם מודד. הטכניקה נקראת ספקטרוסקופיה של אובדן אנרגיה אלקטרונית.
אדמס צילם מבני תאים כמו קומפלקס גולגי, חלבונים בקרום הפלזמה ואפילו חלבונים בסינפסות במוח. "להרבה ניסויים ביולוגיים, כדאי להגדיל אותה מאוד, לראות באמת היכן נמצאים החלבונים האלה, או איפה המולקולה הספציפית הזו נמצאת בתא, ומה היא עושה, " הוא אומר. "לעתים קרובות זה נותן לך מושג מה הפונקציה."
זה לא רק אקדמי, מציין מיטשל. הידיעה על הנעשה בתא יכולה להועיל באבחון וטיפול במחלות.
"אם יש לך חלבון, נניח שמתמקם למבנה תאי כלשהו ... ואולי במצב המחלה ההוא החלבון לא הולך לאן שהוא אמור להגיע, " אומר מיטשל. "על ידי התבוננות בלוקליזציה של החלבון, אתה אומר 'היי, החלבון הזה לא הולך לאן שהוא אמור, זה כנראה מה שבבסיס המנגנון של הסיבה שהתא לא מתפקד כמו שהוא אמור, ויכול לבסס מדוע המחלה הזו עושה מה שהוא עושה. '"
מאמר ה- Cell אינו הניסיון היחיד לספק תמונות צבעוניות ממיקרוסקופי אלקטרונים. אחת מהן היא מיקרוסקופיית אלקטרונים אור קורלטיבית, המתייגת מבני תא בתמונת מיקרוסקופ אור עם מולקולות פלואורסצנטיות כדי לאתר אותם, ואז משתמשת במיקרוסקופ אלקטרונים כדי לתאר אותם, ומכסה את שתי התמונות. דבר נוסף הוא תיוג אימונוגולד, הקושר חלקיקי זהב לנוגדנים, ואלו מופיעים אז בתמונת מיקרוסקופ אלקטרונית בגלל צפיפות הזהב. אך לכל אחת מהן יש בעיה משלה: הראשונה מחייבת שתי תמונות שונות, ממיקרוסקופים שונים, מה שמפחית את הדיוק; והאחרון יכול לתת כתמים לא ברורים.
העיתון היה האחרון שנשא את שמו של רוג'ר ציאן, כימאי זוכה פרס נובל שנפטר באוגוסט. Tsien היה ידוע בעיקר בזכות השימוש בחלבון פלורסנט ממדוזות כדי להאיר מבנים תאיים.
"[מאמר זה] היה שיאן של כמעט 15 שנות עבודה, כך שלדעתי זו עוד מורשת שנשארה, " אומר אדמס. "זו התקווה, שזה יוביל קדימה לרעיונות חדשים ודרכים חדשות לשיפור מיקרוסקופ האלקטרונים ושימושיותו."
