الصورة من حساب : Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
in ,

أصبح التصوير فائق الدقة متعدد الألوان أمرًا سهلاً

الصورة من حساب : Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

طور العلماء في EPFL تصويرًا فائق الدقة وسهل التنفيذ متعدد الألوان. يعتمد هذا النهج على الاكتساب المتزامن لقناتين طيفيتين يليهما التحليل الطيفي المتراكم وإلغاء المزج. يستغلون وميض الفلوروفور والتناوب الطيفي لتوليد قنوات ألوان إضافية مع صور فائقة الدقة.

يعتبر الفحص المجهري متعدد الألوان أداة مهمة لعلوم الحياة لدراسة الترتيبات النسبية للهياكل الخلوية أو تفاعلات البروتينات المختلفة. ومع ذلك ، فإن المجاهر التقليدية ، التي تعد من العوامل المهمة للعديد من الدراسات البيولوجية ، يمكنها فقط حل التفاصيل حول ترتيب الطول الموجي للضوء. في العقدين الماضيين ، ساعدت العديد من مفاهيم الميكروسكوب فائقة الدقة الباحثين على التغلب على حد الانعراج هذا وعلى اكتشافات جديدة. هذه الطرق الجديدة تجد طريقها ببطء إلى التطبيقات البيولوجية الروتينية. بالنسبة لبعض التقنيات الجديدة ، يرجع ذلك إلى الأجهزة المجهرية المعقدة ، ولكن أيضًا الطلبات المتزايدة على تحضير العينات والملصقات الفلورية تشكل عقبات كبيرة. متطلبات التصوير عالي الدقة الناجح أكثر صعوبة لتلبية التطبيقات متعددة الألوان.

يعمل مختبر EPFL للبصريات الطبية الحيوية برئاسة ثيو لاسير بشكل مكثف على التصوير بتقلب بصري فائق الدقة (SOFI) لزيادة الدقة المكانية وأخذ العينات في 2-D و 3-D. SOFI هو بديل لتقنيات المجهر و توطين جزيء واحد مثل STORM و PALM. يحلل الإحصائيات الزمانية المكانية ذات الترتيب الأعلى لسلسلة زمنية من الوميض الفلورية ولا يتطلب عزل انبعاثات الفلوروفورز الفردية. SOFI متوافق مع مجموعة أوسع من ظروف وضع العلامات والتصوير ، مما يبسط اختيار الفلوروفور والتجارب. في دراستهم الجديدة ، قام الباحثون في كلية الهندسة بقيادة ثيو لاسير وأليكساندرا رادينوفيتش (رئيس مختبر بيولوجيا مقياس النانو) بتوسيع التحليل الإحصائي في المجال الطيفي لتمهيد الطريق نحو نهج جديد للتصوير فائق الدقة متعدد الألوان.

عدد الألوان لا يقتصر على القنوات الطيفية للمجهر أو استغلال الحديث المتبادل الطيفي

الفكرة وراء نهج SOFI متعدد الألوان هي التالية. يجب تجنب الحديث المتبادل بالتصوير الكلاسيكي بين القنوات الطيفية المختلفة للمجهر. هنا ، يستغل الباحثون الحديث المتبادل لتوليد قنوات لونية إضافية. يطبقون التحليل المتراكم بين عدة قنوات طيفية مكتسبة في وقت واحد. يسمح لهم التحليل الإحصائي بتكملة قنوات الكشف المادي التي يوفرها المجهر بقنوات طيفية افتراضية إضافية. “فقط الإشارات المرتبطة مكانياً وزمانياً في القنوات الطيفية المختلفة ستظهر في القنوات الافتراضية. نحن نلتقط بالضبط الحديث المتبادل الذي يريد الجميع التخلص منه.” تشرح كريستين غروسماير ، واحدة من المؤلفين الرئيسيين للدراسة. تسمح القنوات الطيفية الإضافية المولدة حسابياً مع إلغاء الخلط الخطي بتصوير ألوان فلوروفور أكثر تميزًا من قنوات الكشف المادي المسجلة.

تقول كريستين جروسماير : يوفر المنشور النظرية الكامنة وراء SOFI متعدد الألوان الطيفي المتراكم ويتضمن إطارًا لتحسين القنوات الطيفية للمجهر لمجموعة معينة من الفلوروفورز التي يجب تصويرها. ساعدت مجموعات البيانات المحاكاة الفريق على التحقق من أن نهجهم الجديد متعدد الألوان يجب أن يعمل لمجموعة واسعة من الملصقات ذات الخصائص الفيزيائية الضوئية المختلفة ، حتى بالنسبة لأولئك الذين لديهم أطياف انبعاث متداخلة بشدة. “يمكننا أن نبين أن نهجنا يعمل لثلاثة ألوان للتصوير في الخلايا الثابتة والخلايا الحية لمجموعة متنوعة من الأصباغ والبروتينات الفلورية. يمكن إجراء التصوير باستخدام إعدادات حقل المجال التجاري مع وحدات تقسيم الصور ثنائية القناة المتوفرة على نطاق واسع. من حيث المبدأ لا نقتصر على 3 ألوان “.

تتوفر تعليمات إجراء تحليل SOFI متعدد الألوان الطيفي المتراكم على صفحة الويب الخاصة بمختبر بيولوجيا النانو تحت من هنا  ويمكن تنزيل حزمة البرامج من هنا ايضا .

لمزيد من المعلومات :

  •  K. S. Grußmayer et al. Spectral cross-cumulants for multicolor super-resolved SOFI imaging, Nature Communications (2020) ,  من هنا

What do you think?

Comments

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Loading…

0

دراسة تكشف أن المأكولات البحرية ساعدت في الهجرة خارج إفريقيا في فترة ما قبل التاريخ

 معالجة مياه الصرف الصحي ستؤثر على تغيير توازن العناصر الغذائية الأساسية في البحيرات