德学者开发了一种光学显微镜的新方法
2021-03-26 09:42:34贤集网阅读量:5191 我要评论
导读:2021年3月24日,德国哥廷根,由马克斯?普朗克生物物理化学研究所(MPI)的Stefan Hell和总部位于海德堡的医学研究的MPI*的研究人员开发了一种光学显微镜方法MINSTED。
【化工机械设备网 新品动态】2021年3月24日,德国哥廷根,由马克斯·普朗克生物物理化学研究所(MPI)的Stefan Hell和总部位于海德堡的医学研究的MPI*的研究人员开发了一种光学显微镜方法MINSTED,该方法能够解析荧光标记的分子清晰度的细节。该技术源自同样由Hell开发的STED显微镜,他因此获得了2014年诺贝尔化学奖。该方法能够实现20到30 nm的分辨率,比当时可用的光学显微镜高约10倍。
Hell说:“ 20年前,我们从根本上打破了荧光的衍射分辨率极限STED显微镜;在那之前,这被认为是不可能的。那时,我们梦想着:利用STED,我们希望变得如此出色,以至于有一天我们将能够分离相距仅几纳米的分子。现在我们已经成功了。”
MINSTED还基于Hell和他的团队在2016年获得的开发成果MINFLUX,该开发成果将STED原理中的元素与另一种光学显微镜技术PALM / STORM中的一种相结合。此方法实现的分辨率仅为几纳米。
然后,Hell提出理论,认为MINFLUX不会仍然是*的分子拆分方法,而是代表具有该分辨率水平的新技术家族的*位成员。MINSTED证明了这种假设是正确的。该方法比MINFLUX更依赖原始STED原理。
地狱实验室的学生迈克尔·韦伯(Michael Weber)以及该方法的*说:“这具有优势。像MINFLUX一样,它可以达到分子分辨率,但是背景噪声较低。此外,现在可以几乎连续地将分辨率从200 nm调整到分子大小-1 nm。”
新方法使STED发挥了全部潜力。STED显微镜通过依次打开和关闭相邻的荧光特征或分子来工作,它使用激光束刺激分子,然后再激发第二束。所谓的STED光束可防止分子发荧光。但是,STED光束是中空的-光束的横截面将显示带孔的球形。仅在该甜甜圈形光束中间的分子可以发出荧光。因此,人们总是知道发射分子的位置。
在实践中,STED无法获得分子分辨率,因为环形的荧光抑制光束无法制造得足够坚固,以至于只有单个分子能够插入孔中。
为了解决该问题,首先通过独立的光化学转换过程(而不是通过甜甜圈光束本身)随机打开MINSTED中的荧光分子,将其隔离。防荧光的STED甜甜圈光束单独定位荧光分子,并以孔作为参考点
地狱部门的博士后研究员Marcel Leutenegger说:“如果孔与该分子重合,则该分子发光*,您可以精确地知道它在哪里,因为始终知道STED甜甜圈束的确切位置,这就是为什么我们逐渐以1-3纳米(即分子的大小)的精度接近分子的原因。与光化学的开关有关,分辨率变成了分子规模。”
原标题:德学者开发了一种光学显微镜的新方法
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