Группа исследователей Массачусетского технологического института разработала новую технологию микроскопа, которая позволяет заглянуть в ткани мозга на уровне одной клетки глубже, чем это могут сделать обычные микроскопы. Система использует новую комбинацию света и звука для создания изображений высокого разрешения без необходимости использования внешних меток. Работа подробно описана в статье, опубликованной в журнале Light: Science and Applications.
Новая система "Multiphoton-In and Acoustic-Out" работает в два основных этапа. Во-первых, он использует интенсивную, ультракороткую вспышку длинноволнового света, чтобы проникнуть глубоко и точно в ткань мозга. Трехфотонный свет" возбуждает целевую молекулу внутри одной клетки.
На втором этапе вместо того, чтобы пытаться обнаружить слабый флуоресцентный свет, испускаемый молекулой, измеряется звук. Когда световая энергия поглощается, она вызывает тепловое расширение внутри клетки, создавая звуковые волны, которые распространяются по ткани. Очень чувствительный ультразвуковой микрофон улавливает звук, а затем система преобразует звуковой сигнал в детальное изображение.
Используя новую систему, команда успешно исследовала NAD(P)H - молекулу, связанную с клеточным метаболизмом и активностью нейронов - прямо через органоид головного мозга человека толщиной 1,1 миллиметра. Для сравнения, это число в 5 раз превышает возможности других технологий микроскопов без меток.
Учитывая, что новая система не требует добавления химических веществ или генной инженерии, исследователи предполагают, что однажды она может быть использована в клинических условиях, например, для обнаружения биомаркеров таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, во время операций на мозге. До сих пор испытания проводились in vitro и ex vivo, но теперь команда намерена провести демонстрацию на живом животном.
Источник(и)
Источник изображения: ThisisEngineering