Учёные впервые получили 3D-изображение биологических процессов в жидкости
Новая технология жидкостной ячейки позволяет учёным наблюдать живые биологические материалы и системы в трёх измерениях под электронным микроскопом. Разработка принадлежит исследователям из Университета Пенсильвании, Технологического института Вирджинии и компании Protochips Inc.
"С помощью этой технологии, разработанной в сотрудничестве с Protochips, учёные смогут анализировать взаимодействие патогена с организмом-хозяином, видеть, как вирус проникает в клетку, и наблюдать молекулярные механизмы в реальном времени", — говорит профессор биомедицинской инженерии Деб Келли. "Эта работа представляет собой первый в мире наноразмерный КТ-сканер в жидкой среде".
В статье, опубликованной на обложке журнала Nano Letters, Келли и её коллеги сообщают о новых данных по взаимодействию бактериофагов с бактериями-хозяевами. Эти данные в будущем могут привести к созданию методов уничтожения антибиотикорезистентных бактерий. Полученные изображения выявили структурные особенности бактериофага, которые ранее были плохо изучены.
Область жидкостной электронной микроскопии быстро развивается в последние годы, но до сих пор была ограничена 2D-изображениями. При томографии срезы образца визуализируются по мере его наклона. Затем изображения с помощью компьютерных программ объединяются в 3D-модель.
"Мы используем медную сетку, покрытую слоем углерода, и накрываем её чипом из нитрида кремния", — объясняет ведущий автор Уильям Дернали, технический директор Центра структурной онкологии Келли. "В чипе есть окно, и мы вводим жидкий образец пипеткой между двумя слоями".
Эта конструкция чипа подходит для любого типа держателя микроскопа, что делает технологию универсально адаптируемой для любых материалов. Исследователи ожидают, что метод получит широкое распространение как в науках о жизни, так и в материаловедении — например, при исследовании аккумуляторов или дефектов, приводящих к разрушению строительных материалов.
"В конечном итоге мы хотим видеть, как лекарства воздействуют на раковые клетки", — говорит Деб Келли.