Новая ультразвуковая технология, предназначенная для клеточных исследований
Исследователи разработали технологию, которая использует звук, а не свет, чтобы видеть внутри живых клеток, с потенциальным применением в трансплантации стволовых клеток и диагностики рака.
Новая методика ультразвуковой диагностики использует более короткие звуковые волны, тем самым может даже конкурировать с оптическими методами высокого разрешения, и была удостоена Нобелевской премии в 2014 году.
Этот новый вид субоптического звукового изображения предоставляет неоценимую информацию о структуре и функции отдельных живых клеток в масштабе, не достигнутом ранее.
В обычной оптической микроскопии, использующей свет (фотоны), размер наименьшего объекта, который можно различить (или разрешение), ограничен длиной волны.
Для визуализации биологических образцов длина волны не может быть использована меньше, чем у синего света, потому что энергия, переносимая фотонами света в ультрафиолетовой (и более короткой) длине волны, настолько велика, что может разрушить связи, которые удерживают биологические молекулы вместе, разрушая клетки.
У оптических изображений с высоким разрешением также есть определенные ограничения в биологических исследованиях. Это связано с тем, что используемые флуоресцентные красители часто токсичны и требуют большего освещения и времени для наблюдения и восстановления изображения, которое повреждает клетки.
В отличие от света, звук не имеет полезной нагрузки с высоким энергетическим потенциалом. Это позволило исследователям Ноттингема использовать меньшие длины волн и визуализировать меньшие структуры, получая более высокие разрешения без ущерба для клеточной биологии.
Подобно ультразвуковым исследованиям в клинической практике, ультразвук в клетках не вызывает повреждений и не требует никаких токсичных химических веществ.
Fernando Pérez-Cota, Richard J. Smith, Emilia Moradi, Leonel Marques, Kevin F. Webb, Matt Clark. High resolution 3D imaging of living cells with sub-optical wavelength phonons. Scientific Reports, 2016; 6: 39326 DOI: 10.1038/srep39326
