Рассмотреть объекты с ангстремным разрешением? Различить две комплементарные цепочки ДНК в двойной спирали? Заниматься структурной биологией в живой клетке? И все это с помощью светового микроскопа? Сегодня это стало реально! Говорим о cutting-edge методе флуоресцентной микроскопии сверхразрешения RESI, недавно разработанном биофизиками из Института биохимии Макса Планка.
В 2018 году в «Сколтехе» был создан Центр коллективного пользования (ЦКП) «Визуализации высокого разрешения», оснащённый современными электронными микроскопами, в том числе просвечивающий электронный микроскоп с корректором сферических аберраций Titan Themis Z, двухлучевой сканирующий электронный микроскоп Helios G4 Plasma FIB Uxe и сканирующий электронный микроскоп Quattro S с возможностью работы в низком вакууме. Героем сегодняшнего интервью стала Шахова Ярослава Эдуардовна — руководитель ЦКП «Визуализация высокого разрешения». Ярослава Эдуардовна подробно рассказала об истории Центра, его достижениях и богатом техническом оснащении.
Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метаматериал, повышающий разрешение световой микроскопии с 200 до 40 нанометров. Исследователи совместили технологию с алгоритмической обработкой в MATLAB.
Команда австралийских и американских исследователей из Алленского института, Принстонского университета и Медицинского колледжа Бейлора опубликовали трёхмерный коннектом мозга мыши на полмиллиарда соединений и десятки тысяч нейронов. Работа над проектом заняла у учёных пять лет. Это вторая за этот год крупная визуализация участка мозга млекопитающего.
Микроскопия в медицине - очень важное направление. Так, микроскопия мазка крови является одним из главных методов в лабораторных исследований. Обычно эта работа проводится вручную, что приводит к затратам времени и допущению ошибок из-за человеческого фактора. Кроме того, далеко не всегда в лаборатории есть врач, который специализируется на микроскопии, из-за чего образцы крови приходится перевозить в другое отделение, что повышает стоимость и сроки исследований.
Компания Celly.AI разработала для выполнения задач по определению и классифицированию клеток крови мобильное приложение. Смартфон с установленным приложением подключается к окуляру микроскопа, и программа при помощи нейросетей анализирует образец. Задача врача при этом - либо подтвердить итоговый результат на веб-портале.
Посвящается одному прекрасному человеку…
После работ Везалия и Гарвея анатомия и физиология сформировались как самостоятельные науки. Принципиальное строение и функции человеческого тела стали понятны учёным. Однако для окончательного понимания учёным надо было выяснить, из каких мельчайших самостоятельных единиц состоят тела животных и растений. Долгое время для этого не существовало необходимых инструментов и методик.
Всё изменилось после изобретения микроскопа. Учёным открылся удивительный мир микроструктур организма и невидимый мир микроскопических живых существ.
Но микроскоп появился не с помощью волшебной палочки. Созданию этого прибора предшествовала длительная и кропотливая работа.
Итак, начнём наш рассказ.
К середине XVIII века биологи упёрлись в техническую проблему – микроскопическая техника достигла максимальной разрешающей способности. Чтобы двигаться дальше, учёные нуждались в более мошной оптической технике. Поэтому этот очерк начнём с обзора микроскопов, с которыми приходилось работать исследователям в середине XVIII века. В то время научное сообщество осознало. Дальнейшее наступление на тайну строения клетки стало невозможным.
