Onderzoekers van de Universiteit van Nottingham hebben een baanbrekende techniek ontwikkeld die geluid in plaats van licht gebruikt om in levende cellen te kijken. met mogelijke toepassing bij stamceltransplantaties en kankerdiagnose.

De nieuwe ultrasone techniek op nanoschaal maakt gebruik van kortere dan optische golflengten van geluid en kan zelfs wedijveren met de optische superresolutietechnieken die in 2014 de Nobelprijs voor Scheikunde wonnen.

Dit nieuwe soort sub-optische fonon (geluid) beeldvorming biedt onschatbare informatie over de structuur, mechanische eigenschappen en gedrag van individuele levende cellen op een schaal die nog niet eerder is bereikt.

Onderzoekers van de groep Optica en Fotonica van de Faculteit Ingenieurswetenschappen, Universiteit van Nottingham, zitten achter de ontdekking, die is gepubliceerd in het artikel 'High resolution 3-D imaging of living cells with sub-optical golflengte phonons' in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

"Mensen zijn het meest bekend met echografie als een manier om in het lichaam te kijken - in de eenvoudigste bewoordingen hebben we het zo ontwikkeld dat het in een individuele cel kan kijken. Nottingham is momenteel de enige plaats ter wereld met deze mogelijkheid, " zei professor Matt Clark, die hebben meegewerkt aan het onderzoek.

Bij conventionele optische microscopie, die gebruik maakt van licht (fotonen), de grootte van het kleinste object dat je kunt zien (of de resolutie) wordt beperkt door de golflengte.

Voor biologische exemplaren, de golflengte kan niet kleiner worden dan die van blauw licht omdat de energie die wordt gedragen door fotonen van licht in het ultraviolet (en kortere golflengten) zo hoog is dat het de bindingen kan vernietigen die biologische moleculen bij elkaar houden en de cellen beschadigen.

Optische beeldvorming met superresolutie heeft ook duidelijke beperkingen in biologische studies. Dit komt omdat de fluorescerende kleurstoffen die het gebruikt vaak giftig zijn en er enorme hoeveelheden licht en tijd voor nodig zijn om een ​​afbeelding te observeren en te reconstrueren die schadelijk is voor cellen.

In tegenstelling tot licht, geluid heeft geen hoog energetisch laadvermogen. Dit heeft de onderzoekers van Nottingham in staat gesteld kleinere golflengten te gebruiken en kleinere dingen te zien en hogere resoluties te bereiken zonder de celbiologie te beschadigen.

"Het mooie is dat, zoals echografie op het lichaam, ultrageluid in de cellen veroorzaakt geen schade en vereist geen giftige chemicaliën om te werken. Hierdoor kunnen we in cellen zien dat ze op een dag terug in het lichaam kunnen worden geplaatst, bijvoorbeeld als stamceltransplantaties, ", voegt professor Clark eraan toe.