Een team onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft een nieuwe fluorescentiemicroscopiemethode ontwikkeld die de resolutie tot op de Ångström-schaal kan verbeteren. Deze doorbraak zou grote gevolgen kunnen hebben voor de studie van biologische systemen, omdat wetenschappers hierdoor details zouden kunnen zien die voorheen onzichtbaar waren.

De nieuwe methode, genaamd STORM (stochastische optische reconstructiemicroscopie), maakt gebruik van een reeks korte, intense lichtpulsen om fluorescerende moleculen in een monster te exciteren. Vervolgens worden de moleculen in beeld gebracht met behulp van een microscoop met hoge resolutie. Door de timing van de lichtpulsen zorgvuldig te controleren, kunnen de onderzoekers de hoeveelheid achtergrondgeluid verminderen en de resolutie van de beelden verbeteren.

In hun experimenten slaagden de onderzoekers erin een resolutie van 20 Ångström te bereiken, wat ongeveer de grootte van een atoom is. Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de resolutie van conventionele fluorescentiemicroscopie, die doorgaans beperkt is tot ongeveer 200 nanometer.

De onderzoekers zijn van mening dat STORM kan worden gebruikt om een ​​breed scala aan biologische systemen te bestuderen, waaronder cellen, eiwitten en DNA. Het kan ook worden gebruikt om nieuwe medicijnen en behandelingen voor ziekten te ontwikkelen.

"Deze nieuwe microscopiemethode heeft het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we biologische systemen bestuderen", zegt onderzoeksleider Xiangyu Zhuang. "Het zal ons in staat stellen details te zien die voorheen onzichtbaar waren, en dit zou kunnen leiden tot nieuwe inzichten in hoe cellen werken en hoe ziekten zich ontwikkelen."

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Methods.

Hoe werkt STORM?

STORM werkt door fluorescerende moleculen in een monster te exciteren met een reeks korte, intense lichtpulsen. Vervolgens worden de moleculen in beeld gebracht met behulp van een microscoop met hoge resolutie. Door de timing van de lichtpulsen zorgvuldig te controleren, kunnen de onderzoekers de hoeveelheid achtergrondgeluid verminderen en de resolutie van de beelden verbeteren.

Wat zijn de voordelen van STORM?

STORM biedt verschillende voordelen ten opzichte van conventionele fluorescentiemicroscopie, waaronder:

* Verbeterde resolutie: STORM kan een resolutie bereiken van 20 Ångström, wat ongeveer de grootte van een atoom is. Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de resolutie van conventionele fluorescentiemicroscopie, die doorgaans beperkt is tot ongeveer 200 nanometer.

* Gereduceerd achtergrondgeluid: STORM gebruikt een reeks korte, intense lichtpulsen om fluorescerende moleculen in een monster te exciteren. Hierdoor wordt de hoeveelheid achtergrondruis verminderd en wordt het contrast van de beelden verbeterd.

* Veelzijdigheid: STORM kan worden gebruikt om een ​​breed scala aan biologische systemen te bestuderen, waaronder cellen, eiwitten en DNA.

Wat zijn de toepassingen van STORM?

STORM kan een breed scala aan toepassingen hebben, waaronder:

* Het bestuderen van de structuur van biologische moleculen: STORM zou kunnen worden gebruikt om de structuur van eiwitten, DNA en andere biologische moleculen in ongekend detail te bestuderen. Deze informatie kan wetenschappers helpen begrijpen hoe deze moleculen functioneren en hoe ze met elkaar omgaan.

* Het ontwikkelen van nieuwe medicijnen en behandelingen: STORM zou kunnen worden gebruikt om te bestuderen hoe medicijnen interageren met cellen en weefsels. Deze informatie zou wetenschappers kunnen helpen nieuwe medicijnen en behandelingen voor ziekten te ontwikkelen.

* Ziektes diagnosticeren: STORM zou kunnen worden gebruikt om ziekten te diagnosticeren door de aanwezigheid van specifieke biomarkers te detecteren. Dit zou kunnen leiden tot een vroegere diagnose en behandeling van ziekten.

Conclusie

De ontwikkeling van STORM is een grote doorbraak in fluorescentiemicroscopie. Deze nieuwe methode biedt een verbeterde resolutie, minder achtergrondgeluid en veelzijdigheid, waardoor het een krachtig hulpmiddel is voor het bestuderen van biologische systemen. STORM heeft het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we cellen, eiwitten en DNA bestuderen, en het zou kunnen leiden tot nieuwe inzichten in de manier waarop ziekten zich ontwikkelen en tot nieuwe medicijnen en behandelingen.