Beispiellose 3-D-Bilder von lebenden Zellen plus Details von Molekülen im Inneren

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Beispiellose 3-D-Bilder lebender Zellen plus Details der Moleküle im InnerenDas Innere lebender Zellen kann mit Hilfe einer neuen, von Forschern in Japan entwickelten Technik detaillierter als je zuvor in ihrem natürlichen Zustand betrachtet werden.

Dieser Fortschritt sollte dazu beitragen, die komplexen und zerbrechlichen biologischen Wechselwirkungen medizinischer Rätsel aufzudecken, z.B.

wie sich Stammzellen entwickeln oder wie Medikamente wirksamer verabreicht werden können.”Unser System basiert auf einem einfachen Konzept, was einer seiner Vorteile ist”, sagte Professor Takuro Ideguchi vom Forschungsinstitut für Photonenwissenschaft und -technologie der Universität Tokio.

Die Ergebnisse von Ideguchis Team wurden kürzlich in Optica, der Forschungszeitschrift der Optical Society, veröffentlicht.

Die neue Methode hat auch den Vorteil, lebende Zellen zu verwenden, ohne sie durch intensives Licht zu schädigen oder fluoreszierende Tags künstlich an bestimmte Moleküle anzubringen.Die Technik kombiniert zwei bereits vorhandene Mikroskopiewerkzeuge und setzt sie gleichzeitig ein.

Die Kombination dieser Hilfsmittel kann man sich einfach wie ein Malbuch vorstellen.

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“Wir nehmen den schwarz-weißen Umriss der Zelle auf und färben virtuell die Details darüber ein, wo sich die verschiedenen Arten von Molekülen befinden”, so Ideguchi.Die quantitative Phasenmikroskopie sammelt Informationen über den Schwarz-Weiß-Umriss der Zelle, indem sie Lichtimpulse verwendet und die Verschiebung der Lichtwellen misst, nachdem sie eine Probe durchlaufen haben.

Diese Informationen werden verwendet, um ein 3-D-Bild der Hauptstrukturen innerhalb der Zelle zu rekonstruieren.Die molekulare Schwingungsabbildung liefert die virtuelle Farbe mit Hilfe von Lichtimpulsen im mittleren Infrarotbereich, um bestimmten Molekülarten Energie zuzuführen.

Diese zusätzliche Energie versetzt die Moleküle in Schwingung, wodurch sich ihre lokale Umgebung erwärmt.

Forscher können sich dafür entscheiden, die Temperatur bestimmter Arten chemischer Bindungen zu erhöhen, indem sie verschiedene Wellenlängen des Mittelinfrarotlichts verwenden.Die Forscher nehmen ein quantitatives Phasenmikroskopie-Bild der Zelle mit ausgeschaltetem Mittelinfrarotlicht und ein Bild mit eingeschaltetem Mittelinfrarotlicht auf.

Der Unterschied zwischen diesen beiden Bildern zeigt dann sowohl die….

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