science >> Wetenschap >  >> Chemie

Celchemie verlicht door laserlicht

Raman-microspectroscopie helpt onderzoekers celchemie te observeren door een laserstraal op een plek in een cel te focussen en vervolgens het licht op te vangen dat wordt uitgezonden na interacties met cellulaire moleculen, die een moleculaire vingerafdruk produceert (Raman-spectrum). Krediet:Stony Brook University

Raman-microspectroscopie is een laboratoriumtechniek om moleculaire vingerafdrukken van materialen en biologische specimens te produceren. Echter, tot op heden heeft fluorescentie de effectieve toepassing van deze techniek belemmerd en het gebruik ervan beperkt. Nu Gordon Taylor, doctoraat, een professor in de School of Marine and Atmospheric Sciences (SoMAS) aan de Stony Brook University, en collega's hebben een fotochemische techniek bedacht die de fluorescentie bij de monstervoorbereiding onderdrukt. Deze nieuwe techniek kan de deur openen naar efficiënter en beter opgelost onderzoek naar chemische distributies in individuele cellen. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

Het karakteriseren van cel-tot-cel en intracellulaire variaties in de biochemie is van cruciaal belang voor mechanistische inzichten in onderzoek dat een breed gebied bestrijkt, inclusief kanker, Menselijke ontwikkeling, cellenbiologie, antibiotica exploratie, en omgevingsbiologie. Op laser gebaseerde Raman-microspectroscopie is een van de weinige hulpmiddelen die wetenschappers kunnen gebruiken om moleculaire distributies binnen intacte individuele cellen effectief te observeren.

Taylor en zijn team laten zien hoe deze techniek analytische uitdagingen overwint die worden gepresenteerd door biologische monsters en figuurlijk "het fluorescerende gordijn afbreekt" erin voor laser Raman-microspectroscopie-ondervraging. Via deze methode kunnen ze cellulaire assimilatie van isotopische tracers traceren, documenteer intracellulaire biochemische veranderingen, en analyseer diverse milieumonsters.

"Eerder, de monsters die we onderzochten waren moeilijk, zo niet onmogelijk, te analyseren met Raman-microspectroscopie, ", zegt Gordon. "Onze nieuwe techniek zou een game changer kunnen zijn voor veel soorten cellulair onderzoek."

De onderzoekers hebben de techniek tot nu toe gebruikt om veel cellulaire omstandigheden te analyseren, zoals het onderzoeken van cel-tot-cel variaties in groeisnelheden van fytoplankton (microalgen), observeren van virale infecties in fytoplanktoncellen, het traceren van bewegingen van voedingsstoffen van mariene bacteriën naar microbiële roofdieren, en het identificeren en kwantificeren van microplastische deeltjes in mariene planktonmonsters.