تکنیک های پیشرفته میکروسکوپی از حیوانات کامل گرفته تا مولکول‌های منفرد که روی سطوح سلول‌های حیوان قرار دارند، نوعی میکروسکوپ وجود دارد که می‌تواند تصویر را ثبت کند.  قوی ترین میکروسکوپ نوری تکنیک‌های میکروسکوپی امروزی همچنان بر محدودیت‌های خود فشار می‌آورند تا تفکیک مکانی و زمانی بهتری به دست آورند. این مقاله به بررسی تکنیک های رایج میکروسکوپی پیشرفته که امروزه در تصویربرداری استفاده می شود، می پردازد و مزایا و محدودیت های اصلی آنها را مورد بحث قرار می دهد.

برای خرید کمی لومینسانس و تجهیزات آزمایشگاه‌تان با متخصصان پادتن گستر تماس بگیرید. برای دیدن و خرید کیت الایزا می توانید به صفحه فروشگاه مربوطه مراجعه کنید

میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ میدان وسیع یا روشن، شکل ضروری میکروسکوپ نوری، دارای مزیت سرعت و سادگی است. با این حال، حتی سیستم‌های میدان وسیع با ترکیب هوش مصنوعی پیشرفته‌تر می‌شوند. وی سان، مدیر ارشد محصول Evident می‌گوید: «در بسیاری از موارد، سیستم‌های کاربرپسند مانند APEXVIEW APX100 می‌توانند به محققین این امکان را بدهند که نه تنها اطلاعات مورد نیاز برای حل سؤالات خود را به دست آورند، بلکه به لطف فناوری هوش مصنوعی، تصویربرداری کارآمدتری نیز داشته باشند». سابقاً Olympus Scientific Solutions). عدسی چشمی میکروسکوپ چیست با این حال، نور اولیه یا میکروسکوپ فلورسانس می‌تواند برای نمونه فوتوتوکسیک باشد و توانایی تصویربرداری در اعماق مختلف را نداشته باشد.

تکنیک های پیشرفته میکروسکوپی کانفوکال این مشکل را با روشن کردن تعداد کمتری از نمونه به طور همزمان و برای زمان کمتر حل می‌کنند. به این ترتیب، آنها کندتر اما کمتر فوتوتوکسیک هستند. علاوه بر این، آنها مجموعه ای از هواپیماها را تصویر می کنند که برای بازسازی تصاویر سه بعدی ترکیب می شوند. به‌عنوان مثال، سیستم‌های کانفوکال اسکن لیزری FLUOVIEW Evident، «رزولوشن فضایی بالا در سه بعدی، سمیت عکس پایین و عمق نفوذ عمیق در نمونه‌های شما را ارائه می‌کنند».

امروزه بسیاری از تکنیک های پیشرفته فلورسانس با تصویربرداری کانفوکال ترکیب می شوند. به عنوان مثال، به گفته جولیا روبرتی، مدیر محصول در تحقیقات علوم زیستی در لایکا میکروسیستمز، تصویربرداری طول عمر فلورسانس (FLIM) استاندارد طلایی برای تصویربرداری عملکردی در نظر گرفته می‌شود و همچنین امکان مالتی پلکسی را فراهم می‌کند. طول عمر فلورسانس یک پروب می تواند اطلاعاتی در مورد محیط فیزیکی آن در سطح مولکولی، مانند تغییرات pH، غلظت یون، یا چربی دوستی به دست دهد. روبرتی می گوید: «FLIM می تواند کیفیت تصویر را با جداسازی سیگنال های ناخواسته مانند فلورسانس خودکار بهبود بخشد. “این فناوری با STELLARIS 8 FALCON در دسترس است.”

پادتن گستر ارائه دهنده انواع کیت های الایزا، کمی لومینسانس، کیت های ویتامین D3 و کیت های گاما از معتبرترین کیت ها و در کوتاه ترین زمان میباشد.جهت کسب اطلاعات بیشتر و خرید با متخصصان ما تماس بگیرید

تکنیک های پیشرفته میکروسکوپی مولتی فوتونی (که 2 فوتون نیز نامیده می شود) برای تصویربرداری عمیق تر از بافت ها و اندام ها یا حیوانات زنده با استفاده از طول موج های طولانی تر نور طراحی شده است. روبرتی می‌گوید: «مزایای استفاده از یک منبع لیزری تحریک گسترده‌تر ناشی از دو مکانیسم فیزیکی، پراکندگی کمتر در نمونه‌ها و جذب خارج از فوکوس کمتر است. برای به حداکثر رساندن منفعت تصویربرداری عمیق در بافت، محققان می توانند فناوری های تصویربرداری مادام العمر را برای به دست آوردن اطلاعات ارزشمند از اتوفلورسانس ناشی از فلوروفورهای درون زا یا ساختارهای بافتی ترکیب کنند.

تصویربرداری چند فوتونی Evident در بسیاری از برنامه ها استفاده می شود. سان می‌گوید: «به عنوان مثال، مشتریان ما با استفاده از میکروسکوپ چند فوتونی اسکن لیزری FVMPE-RS، از سلول‌های مغز یک حیوان زنده تصویربرداری کرده‌اند، در حالی که همزمان با نور با استفاده از اپتوژنتیک برای رمزگشایی نحوه اتصال و شکل‌گیری شبکه مداری نورون‌ها تحریک می‌شوند.

نکته مهم این است که تکنیک های پیشرفته میکروسکوپی روش های میکروسکوپ نوری یک نقطه ضعف مشترک دارند: آنها توسط حد پراش نور محدود می شوند، به این معنی که تکنیک های مبتنی بر فلورسانس قادر به حل ساختارهای کوچکتر از حدود 240 نانومتر نیستند. تکنیک های میکروسکوپ با وضوح فوق العاده برای غلبه بر این مانع توسعه داده شد.

میکروسکوپ با وضوح فوق العاده تکنیک های پیشرفته میکروسکوپی

تمام تکنیک‌های وضوح فوق‌العاده مزیت وضوح جانبی بالاتری را ارائه می‌دهند که با تکنیک‌های نوری به دست می‌آید – بسته به تکنیک خاص تا ۱۰ ثانیه نانومتر. چندین مورد رایج عبارتند از میکروسکوپ روشنایی ساختاریافته (SIM)، کاهش انتشار تحریک شده (STED)، و میکروسکوپ محلی سازی تک مولکولی (SMLM). معایب عمومی می تواند شامل هزینه، و پیچیدگی بیشتر برای کار باشد. تکنیک‌های با وضوح فوق‌العاده نیاز به نور با شدت بالاتری دارند و بنابراین در مقایسه با روش‌های نوری به سمت سمیت نوری یا سفیدکننده‌ی نوری بیشتر تمایل دارند. به همین دلیل، دو نوع SMLM – میکروسکوپ بازسازی نوری تصادفی (STORM) و میکروسکوپ محلی‌سازی فعال شده با عکس (PALM) – به‌ویژه برای استفاده با سلول‌های زنده چالش برانگیز هستند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر و خرید کمی لومینسانس با متخصصان پادتن گستر تماس بگیرید

با این حال، پیشرفت‌های جدید تکنیک‌های وضوح فوق‌العاده را برای سلول‌پسندتر و به‌طور گسترده‌تر مورد استفاده قرار می‌دهند. یکی از ملایم ترین سیم کارت ها است که اغلب برای تصویربرداری سلول زنده با وضوح کمتر از 100 نانومتر استفاده می شود. این به لطف پیشرفت‌های تکنولوژیکی در سیم کارت است که امکان تصویربرداری در سطوح نوری کم‌تر، مانند استفاده از الگوریتم‌های دکانولوشن داده‌های کم‌نور را فراهم می‌کند.

میکروسکوپ نیروی اتمی

میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) یک تکنیک تصویربرداری پیشرفته است که تصاویر سطحی سه بعدی تولید می‌کند و ویژگی‌های نانومکانیکی نمونه‌های سلول‌های زنده، بیومولکول‌ها و بافت‌ها را مشخص می‌کند.

از آنجا که از یک کاوشگر حساس برای اسکن سطح نمونه استفاده می کند، AFM از محدودیت های پراش و شدت نور، همانطور که به ترتیب با تکنیک های اپتیکال و وضوح فوق العاده دیده می شود، آزاد است.

پلت فرم میکروسکوپ های نیروی اتمی بروکر شامل BioAFM ها است که به طور خاص برای مطالعه نمونه های بیولوژیکی سازگار شده اند.

BioAFM ها اغلب با سیستم های میکروسکوپ نوری ترکیب می شوند تا بینش بیشتری در مورد آنچه روی سطح و در اعماق سلول ها یا بافت ها به طور همزمان اتفاق می افتد به دست آورند. Florian Kumpfe، متخصص محصولات در Bruker BioAFM، می‌گوید: «ترکیب تکنیک‌های میکروسکوپی این مزیت را دارد که ویژگی‌های اندازه‌گیری AFM را با تصویر نوری سلول‌های زنده محلی‌سازی می‌کند. “

ما ابزارهای نرم افزاری تخصصی برای همپوشانی آن تصاویر داریم.” به عنوان مثال، محققان اخیرا میکروسکوپ STED با وضوح فوق العاده را با AFM ترکیب کردند تا خواص و تنظیم دسموزوم ها – اتصالات بین سلولی مسئول چسبندگی – در سلول های زنده را مطالعه کنند.

وضوح AFM با وضوح یک میکروسکوپ الکترونی قابل مقایسه است و محققان آن را در طیف وسیعی از علایق به کار می برند. Kumpfe می‌گوید: «با نگاه کردن به سطح، می‌توانید جزئیات کوچکی مانند منافذ روی غشاها یا میکروویلی‌های تک سلولی را تجسم کنید.

مشتریان ما همه چیز را از تک مولکول‌ها، ویروس‌ها و باکتری‌ها گرفته تا ارگانوئیدها، بافت‌ها و بیوپسی‌ها مطالعه می‌کنند.» پروب کنسول AFM همچنین می تواند خواص بیومکانیکی مانند سفتی، ویسکوالاستیسیته و چسبندگی را اندازه گیری کند.

در کار اخیر دیگر، محققانی که بافت استئوآرتریت را از مفصل زانو انسان مطالعه کردند، از BioAFM برای اندازه‌گیری پیشرفت سفتی در غضروف و چگونگی ارتباط آن با پیشرفت بیماری استفاده کردند.

تکنیک های پیشرفته میکروسکوپی از آنجایی که دانشمندان به طور مستمر برای نتایج بیشتر تلاش می کنند، قابلیت های تصویربرداری فقط به رشد خود ادامه می دهند – منتظر قسمت بعدی دستاوردهای شگفت انگیز میکروسکوپ پیشرفته باشید.