Un nuovo sistema di microscopia a illuminazione strutturata a fluorescenza a super risoluzione, o fluorescenza SIM, è ora disponibile presso EMSL come parte delle capacità di isolamento cellulare e analisi dei sistemi del laboratorio.

L'accesso al nuovo strumento avviene attraverso il processo di proposta degli utenti di EMSL. Il sistema di utilizzo EMSL lo elenca come microscopio:fluorescenza, Illuminazione strutturata ad alta risoluzione.

Classificato come microscopio a super risoluzione, la SIM a fluorescenza offre immagini a risoluzione spaziale significativamente più elevate rispetto ai microscopi ottici convenzionali. Il potere risolutivo della SIM a fluorescenza è di circa 100-130 nanometri. I microscopi ottici non sono in grado di risolvere strutture più piccole di circa 250-300 nanometri. Per metterlo in prospettiva, una molecola d'acqua è inferiore a un nanometro, e un tipico germe è circa 1, 000 nanometri.

La SIM a fluorescenza rende le immagini ad altissima risoluzione in tre dimensioni. Essere in grado di visualizzare i campioni e la loro distribuzione spaziale in 3D fornisce una maggiore profondità di informazioni per una comprensione scientifica più chiara.

Secondo Galya Orr, ricercatore senior e responsabile delle capacità di EMSL CISA, la fluorescenza SIM è un potente strumento per lo studio della biologia cellulare molecolare, compresa la microbiologia. Consente ai ricercatori di immaginare dal vivo, cellule idratate intatte.

"La bellezza della SIM a fluorescenza è che stai lavorando con le cellule nella loro forma nativa, " disse Or.

"Un'attuale sfida scientifica in microscopia e imaging è quella di fare esperimenti dinamici in cui possiamo osservare le cose in tempo reale e in condizioni reali, " ha detto Dave Koppenaal, chief technology officer di EMSL. "La fluorescenza SIM ci consente di condurre esperimenti in situ".

La SIM a fluorescenza utilizza coloranti fluorescenti standard e protocolli di colorazione, a differenza di alcuni microscopi a fluorescenza a super risoluzione che richiedono specifiche molecole fluorescenti per colorare i campioni.

"Puoi risolvere le informazioni spaziali con una risoluzione di 100 nanometri, cosa che non puoi fare con altri microscopi a fluorescenza, " disse Orr. "Se vuoi studiare una proteina specifica in un batterio, puoi far brillare quella proteina in un colore diverso e utilizzare il sistema di imaging a super risoluzione per identificare il modello di espressione spaziale e temporale della proteina in relazione ad altre molecole e strutture cellulari per ottenere una migliore comprensione della funzione di quella proteina".

La SIM a fluorescenza migliora notevolmente le capacità biologiche esistenti di EMSL. Lo strumento aiuterà i ricercatori a esplorare le domande sulla bioenergia, bioproduzione, riciclaggio del carbonio e altri processi che coinvolgono cellule viventi. La fluorescenza SIM sarà particolarmente utile nello studio della biologia sintetica, la progettazione e la costruzione di nuove funzioni e sistemi biologici non presenti in natura.

"Esistono solo una manciata di tecniche di microscopia a super risoluzione, " disse Koppenaal. "La SIM a fluorescenza è una delle più recenti, quindi non è ancora ampiamente disponibile. Questo dovrebbe interessare sia il personale PNNL che gli utenti EMSL perché è uno strumento abbastanza unico. EMSL è orgogliosa di gestire questa capacità".