Helmholtz Münih ve Münih Teknik Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, canlı hücrelerdeki biyolüminesan sinyallerin nasıl gözlemlenebileceğini önemli ölçüde iyileştiren yeni bir mikroskop geliştirdiler.
Qiscope olarak bilinen sistem, son derece düşük ışık seviyelerini tespit edebilen son derece hassas bir kamera teknolojisi etrafında inşa edilmiştir. Daha keskin görüntü çözünürlüğü, daha geniş bir görüş alanı ve diğer görüntüleme yöntemleriyle entegrasyon ile Qiscope, yaşam sistemlerini daha ayrıntılı ve daha uzun sürelerle incelemek için yeni fırsatlar açar.
Çalışma dergide yayınlandı Doğa Yöntemleri.
Bazı canlı hücrelerde spesifik enzimler tarafından üretilen ışık emisyonu olan biyolüminesans, yaşam bilimlerinde güçlü bir araçtır. Hücre davranışına veya belirsiz ince sinyallere müdahale edebilen güçlü dış aydınlatmaya dayanan floresan görüntülemenin aksine, biyolüminesans uzun süreli gözlemler için daha nazik bir alternatif sunar.
Bununla birlikte, ana dezavantajı, ayrıntılı görüntülemeyi teknik olarak zorlaştıran yayılan ışığın zayıflığıdır.
Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için, Dr. Jian Cui liderliğindeki ekip, düşük ışık koşullarında yaygın olarak kullanılan kameralardan (EMCCD) daha iyi performans gösteren yeni bir kamera teknolojisi olan Quanta görüntü sensörlerinin (QIS) kullanımını araştırdı. QI’lerin tam potansiyelini kullanmak için araştırmacılar, bir teleskop ve mikroskopun özelliklerini birleştiren ve Qisiscop’un oluşturulmasına neden olan alışılmadık bir optik sistem geliştirdiler.
Helmholtz Pioneer kampüsünün ilk yazarı ve doktora araştırmacısı Ruyu Ma, “Sensörün yeteneklerinden tam olarak yararlanmak için teleskopların optik düzeninden ilham aldık” diyor.
Diyerek şöyle devam etti: “Bu yaklaşımı QIS kamera ile birleştirerek, hücresel süreçleri en son teknoloji ile mümkün olmayan bir netlik ve hassasiyetle ortaya çıkarabilecek bir sistem oluşturduk.”
Araştırmacı ekibi, Qiscope’un veziküllerin hareketi ve düşük bolluklu proteinlerin davranışı gibi canlı hücrelerde ince ölçekli dinamikleri izleyebileceğini gösterdi.
Çalışma lideri Jian Cui, “Mikroskopumuz daha yüksek hassasiyet, gelişmiş çözünürlük, daha geniş görüş alanı ve daha yüksek dinamik aralık sunuyor-canlı hücre görüntüleme deneylerine meydan okumak isteyeceğiniz tüm şeyler” diyor.
“Aynı zamanda epifloresan ve prensip olarak faz kontrast gibi diğer görüntüleme yöntemlerini de entegre eder. Bu, yaşam sistemlerini çok daha az rahatsızlıkla gözlemlemenin kapısını açar, bu da sağlık ve hastalıktaki karmaşık biyolojik süreçleri anlamak için gereklidir.”
Geleneksel biyolüminesans görüntülemenin temel sınırlamalarını ele alarak Qiscope, araştırmacılara tek hücrelerden organoidlere ve doku modellerine kadar bir dizi biyolojik sistem incelemek için değerli bir araç sağlar.
Hücre davranışındaki ince ve uzun vadeli değişiklikleri ortaya çıkarma yeteneği, hücre biyolojisi, hastalık modelleme ve ilaç keşfi dahil olmak üzere çeşitli araştırma alanlarındaki ilerlemeyi destekleyebilir.
