Obrazowanie i STED

Mimo ogromnej przewagi nad zwykłym mikroskopem, dotychczas produkowane mikroskopy konfokalne podlegają, podobnie jak zwykły mikroskop, ograniczeniu rozdzielczości przestrzennej, wynikającemu z praw fizyki falowej, co nie pozwala na obrazowanie struktur mniejszych niż ok. 250 nm (tzw. limit Abbego). Jest to duży mankament utrudniający lub uniemożliwiających prowadzenie szeregu badań w wielu dziedzinach nauk biomedycznych w tym w neurobiologii. Rozmiary szeregu istotnych struktur wewnątrzkomórkowych zawierają się w granicach od 10 do 200 nm, co sprawia że w mikroskopie świetlnym, w najlepszym przypadku, mają postać rozmytych plam, najczęściej są jednak zupełnie niedostrzegalne . Ostatnio, do Instytutu Nenckiego został zakupiony zaawansowany system do mikroskopii konfokalnej (Leica TCS SP5) wyposażony w moduł STED (ang. Stimulated Emission Depletion). Umożliwia on obrazowanie z rozdzielczością poniżej limitu dyfrakcji. STED został wynaleziony przez niemieckiego fizyka Stefana Hella (http://www.mpibpc.mpg.de/groups/hell/). W odróżnieniu od tradycyjnej mikroskopii konfokalnej oprócz wiązki wzbudzającej pochodzącej ze zwykłego lasera, STED wykorzystuje dodatkową, pierścieniowatą wiązkę, która ma za zadanie wygaszenie fluorescencji na brzegu wzbudzonego punktu (Ryc. 2). Przyczynia się to do zdecydowanej poprawy rozdzielczości. System STED, znajdujący się w naszym instytucie umożliwia obrazowanie z rozdzielczością 70 nm, co zostało sprawdzone i potwierdzone przy pomocy kulek fluorescencyjnych (Ryc. 3). Pomimo tego, że obecnie dostępne systemy STED umożliwiają zbieranie obrazów tylko z jednego kanału, to obrazy z pozostałych kanałów mogą być zbierane sekwencyjnie ze zwykłą rozdzielczością (Ryc. 4, 5). Taka technika obrazowania umożliwia porównanie struktur zobrazowanych przy pomocy STED’a z pozostałymi elementami komórek i tkanek.

Data publikacji
21 maja 2010