Разработан новый оптический микроскоп стимуляции клеток

Разработан новый оптический микроскоп стимуляции клеток

Новая оптическая микроскопическая система «SIFOM» способна одновременно стимулировать несколько клеток благодаря голографической методике. Также система обладает функцией контроля активности клеток, поддерживающей трёхмерный анализ посредством флуоресцентной голографии. Микроскоп потенциально применим в качестве инструмента восстановления нарушенных нервных связей, для формирования искусственных нейронных сетей и других целей. Подробнее о проекте «SIFOM» сообщается на страницах журнала «Optics Letter» — одном из ведущих изданий, затрагивающих исследования оптики и фотоники.

О разработках оптических микроскопов

Ранее разрабатывалось достаточно много оптических микроскопов с поддержкой функции микроскопии:

  • фазово-контрастной,
  • флуоресцентной,
  • многофотонной,
  • сверхразрешенной флуоресцентной.

Недавние технологические прорывы в оптическом мире открыли для учёных возможности визуализации сверхтонких структур объектов, включая функционал «in vitro» и «in vivo». Появились возможности использовать свет под манипуляции клеточной активностью, подобно оптогенетике, используя каналродопсин или прочие родственные белки.

Однако оптогенетические системы стимуляции, используемые под манипуляции клеточной активностью, видятся слишком простыми инструментами. Используется равномерное светодиодное воздействие, либо фотонное через оптические волокна. Поэтому допустим относительно малый уровень манипуляций клетками.

Новая конструкция оптического микроскопа «SIFOM» содержит две подфункции:

  1. Трехмерный обзор клеточной ткани.
  2. Трёхмерное стимулирование цифровой голографией.

Это единственный микроскоп, оснащенный технологией, позволяющей одновременно выполнять трехмерный обзор и стимуляцию. Соответственно, прибор может найти широкое применение как новаторский инструмент. Высокоскоростная фотография исключает сканирование, при этом удаётся получить больше информации о процессах, за короткий промежуток времени.

Экспериментальные проверочные тесты

Проверочным экспериментом разработчики микроскопа исследовали клетки злокачественных опухолей лёгких и флуоресцентные сферы не более 10 мкм в размере. Учёным удалось сделать запись флуоресцентной голограммы в состоянии расфокусировки, установив фокальное положение в направлении глубины. Так достигли реконструкции клеток и флуоресцентных сфер.

Экспериментально удалось наблюдать световую стимуляцию пяти объектов единовременно. Количество стимулируемых объектов ограничивается, главным образом, достаточностью силы света. Внутри двумерного пространства ожидается единовременная световая стимуляция более чем 100 объектов. Модернизированная конструкция получит увеличенную глубину стимуляции за счёт двухфотонной технологии, что увеличит ограничения до нескольких сотен микрометров.


При помощи информации: Kobe