Per studiare gli organismi viventi su scale di lunghezza sempre più piccole, gli scienziati devono ideare nuove tecniche per superare il cosiddetto limite di diffrazione. Questa è la limitazione intrinseca alla capacità del microscopio di mettere a fuoco oggetti più piccoli della lunghezza d'onda della luce utilizzata.
La microscopia a illuminazione strutturata è una delle tecniche a super risoluzione che può aiutare, illuminando una luce sinusoidale su un campione per ottenere un'immagine più nitida. Tuttavia, la luce di sfondo proveniente dalle regioni fuori fuoco può comunque rovinare l'immagine finale.
In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Nature Methods , i ricercatori dell'Università di Osaka hanno dimostrato un nuovo approccio per la microscopia a super risoluzione in grado di osservare strutture all'interno di una singola cellula o di un cluster di cellule. Ciò è stato ottenuto selezionando solo il piano desiderato per l'immagine utilizzando un sottile "foglio luminoso" di illuminazione, proiettato perpendicolarmente alla lente, per accendere i fluorofori.
"Abbiamo dimostrato che l'attivazione del piano selettivo ci consente di visualizzare microstrutture dense all'interno delle cellule con un'eccellente nitidezza non facilmente disponibile in precedenza", afferma l'autore principale dello studio, Kenta Temma. Cioè, la luce "strutturata" sinusoidale eccitava selettivamente solo un piano sottile in cui erano localizzati i fluorofori nello stato attivo, il che consentiva l'imaging a super risoluzione senza sfondo.
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Mentre alcuni metodi precedenti utilizzavano l'emissione casuale di fluorescenza da singole molecole, o una seconda fonte di luce a forma di "ciambella" per disattivare o esaurire le fonti fluorescenti al di fuori di un'area desiderata, questo nuovo metodo può essere più delicato sulle cellule che potrebbero essere danneggiate da un'esposizione intensa o prolungata alla luce. luce.
I ricercatori ritengono che il loro approccio sia particolarmente efficace quando si cerca di capire cosa sta succedendo nei sistemi viventi con struttura spaziale, che spesso può mostrare una luce di fondo al di fuori del piano focale desiderato. Ciò include gli organoidi, che sono assemblaggi artificiali di diversi tipi di cellule destinati a riprodurre il comportamento degli organi reali molto meglio rispetto alle raccolte di cellule coltivate su una capsula di Petri piatta.
"Prevediamo che la nostra tecnica sarà utile per futuri studi biologici su cluster di cellule 3D, compresi gli organoidi", afferma l'autore senior, Katsumasa Fujita. Lo stesso potrebbe applicarsi ad altri sistemi biologici complessi.
L'articolo "Microscopia ad illuminazione strutturata con attivazione selettiva del piano" è stato pubblicato su Nature Methods .