Tokyo Üniversitesi'ndeki bilim insanları, bilimsel görüntüleme teknolojilerinde çığır açan yeni bir mikroskop türü geliştirmeyi başardı. Geliştirilen bu yeni teknik, standart mikroskoplara kıyasla 14 kat daha geniş bir yoğunluk aralığındaki sinyalleri tespit edebiliyor. Çalışmanın detayları, saygın bilim dergisi Nature Communications’ın 14 Kasım tarihli sayısında bilim dünyasıyla paylaşıldı.
BOYA GEREKTİRMEYEN TEKNOLOJİ
Bu yeni tekniğin en dikkat çekici özelliği, "etiketsiz" çalışması, yani görüntüleme için ekstra floresan boya veya kimyasal madde gerektirmemesi. Uzmanlar, bu sayede yöntemin canlı hücrelere karşı son derece nazik olduğunu ve uzun süreli izleme için uygun bir ortam sağladığını belirtiyor. Bu özellik, teknolojiyi özellikle ilaç geliştirme ve biyoteknoloji ortamlarındaki test ve kalite kontrol süreçleri için oldukça cazip hale getiriyor.
Bilimsel keşiflerin 16. yüzyıldan beri vazgeçilmez aracı olan mikroskoplar, gelişen teknolojiyle birlikte daha hassas hale gelse de genellikle neyin görülebileceği konusunda bazı ödünler verilmesini gerektiriyordu. Örneğin, Kantitatif Faz Mikroskopisi (QPM) mikroskobik ölçekteki yapıları (100 nanometre üzeri) tespit ederken, daha küçük detayları kaçırıyordu. Buna karşılık İnterferometrik Saçılma (iSCAT) mikroskobu ise tek proteinler kadar küçük yapıları görebilse de hücrenin genel perspektifini sunamıyordu.
HEM İLERİ HEM GERİ
Tokyo Üniversitesi ekibi, bu iki yaklaşımın sınırlamalarını aşmak için her iki yönde (ileri ve geri) hareket eden ışığı aynı anda toplayan hibrit bir sistem tasarladı. Araştırmanın başyazarlarından Horie, hedeflerinin canlı hücreler içindeki dinamik süreçleri, hücreye zarar vermeden ve invaziv olmayan yöntemlerle anlamak olduğunu vurguladı.
Ekip, bu fikri hayata geçirmek için özel olarak ürettikleri mikroskopla hücre ölümü sırasında gerçekleşen süreçlere odaklandı. Yapılan deneylerde, hem ileri hem de geri hareket eden ışıktan elde edilen bilgilerin tek bir görüntü karesinde başarıyla birleştirildiği görüldü.
HÜCRE ÖLÜMÜ İZLENİYOR
Araştırmanın diğer başyazarı Toda, projenin en zorlu kısmının, gürültüyü düşük tutarak ve sinyaller arasındaki karışmayı önleyerek tek bir görüntüden iki farklı sinyal türünü temiz bir şekilde ayırmak olduğunu ifade etti. Araştırmacılar, verileri hassas bir şekilde işleyerek hem büyük hücre bileşenlerinin (mikro ölçek) hem de çok daha küçük parçacıkların (nano ölçek) hareketini ölçmeyi başardı.
İleri ve geri saçılan sinyallerin karşılaştırılması, parçacıkların boyutunun ve ışığı kırma özelliklerinin (kırılma indisi) de tahmin edilmesine olanak sağladı.
VİRÜSLER DE İNCELENECEK
Geliştirilen teknolojinin gelecekteki kullanım alanları oldukça geniş görünüyor. Toda, ilerleyen aşamalarda ekzosomlar ve virüsler gibi daha küçük parçacıkları incelemeyi hedeflediklerini belirtti. Araştırmacılar ayrıca, canlı hücrelerin durumlarını kontrol ederek ve sonuçları diğer tekniklerle doğrulayarak, hücrelerin ölüme doğru giden süreçlerini daha net bir şekilde ortaya çıkarmayı planlıyor.
