Калифорнийские физики разработали лазерную фазовую пластину для микроскопов с улучшенной контрастностью

Невидимые детали клеточного мира

Как сообщает НВ — Техно: 22 октября в 22:34 стало известно о создании учёными из Калифорнийского университета в Беркли новой лазерной фазовой пластины для электронных микроскопов. Эта инновация значительно усиливает контрастность изображений, что открывает новые возможности для изучения мельчайших белков и внутриклеточных структур. Разработка представляет собой важный шаг вперёд в области криоэлектронной микроскопии и томографии, позволяя исследовать молекулы размером до 50 килодальтон, тогда как ранее было сложно работать с объектами меньше 70 килодальтон.

Фазовый контраст в оптической микроскопии впервые был введён Фрицем Цернике, лауреатом Нобелевской премии 1953 года. Новая лазерная система изменяет фазу электронного пучка, что значительно улучшает качество изображения. Для этого применён самый мощный в мире сфокусированный лазер с непрерывным излучением, который удерживается в зеркальной камере, где свет отражается более 10 000 раз. Благодаря такой технологии удаётся получать ранее недоступные по качеству изображения.

Чем инновация выгодно отличается от прежних методов

Представленная технология даёт возможность детально рассматривать мелкие белки, в том числе гемоглобин, а также ключевые внутриклеточные элементы, такие как митохондрии и ядра клеток. Криоэлектронная томография (крио-ЕТ) объединяет изображения с разных углов, формируя трёхмерные модели молекул в естественной среде клетки. Ранее методы имели ограничения при работе с белками менее 70 килодальтон, а теперь порог снижен до 50 килодальтон. В будущем ожидается ещё большее улучшение, что расширит понимание клеточной биологии.

Данная разработка способна существенно повлиять на методы изучения клеток и их компонентов, открывая перспективы для новых биологических и медицинских открытий. Улучшенная визуализация мелких белков поможет глубже понять механизмы различных заболеваний и поспособствует созданию эффективных терапевтических подходов. Учитывая критическую роль белков в биологических процессах, эта технология обещает иметь значимое влияние как на фундаментальные исследования, так и на практические разработки в медицине.

Разработка лазерной фазовой пластины от калифорнийских ученых не единственное достижение в области оптики. Например, оптико-нейронный чип UCLA способен распознавать дипфейки с высокой точностью и обрабатывать несколько видеопотоков одновременно. Эти инновации подчеркивают важность новых технологий для научных исследований и их практического применения в разных областях.