Новая 3D-технология визуализации живых клеток

Основное ограничение микроскопии — это сам свет: для наблюдения объектов меньше длины волны видимого света нельзя использовать обычную оптику. При визуализации клеток проблемы усугубляются, так как клетки часто требуют предварительной химической обработки, чтобы их можно было рассмотреть под микроскопом. Эта обработка по сути убивает клетку, чтобы её сохранить.

Спин-офф EPFL, компания NanoLive, разработала микроскоп 3D Cell Explorer — первый в мире микроскоп, позволяющий заглянуть внутрь живых клеток без какой-либо подготовки образца. В нём используется технология, подобная МРТ, и проприетарное программное обеспечение, применяющее голографические алгоритмы.

Принцип работы 3D Cell Explorer

Устройство сочетает современное аппаратное обеспечение с передовым ПО для получения 3D-изображений целых живых клеток за секунды и с более высоким разрешением, чем у любого обычного микроскопа на рынке. Оно работает как МРТ-сканер, делая снимки на разных глубинах клетки. Затем эти фотографические «срезы» повторно объединяются с помощью умного голографического ПО, которое цифровым способом «окрашивает» клетку, маркируя её различные части. Результат — высокодетализированное 3D-изображение клетки, которое можно вращать и изучать в глубину.

Программное обеспечение STEVE

ПО под названием STEVE теперь доступно для скачивания и позволяет «путешествовать» внутри клеток виртуально. Пользователь может цифровым способом «раскрасить» любую часть отсканированной клетки. Это возможно, потому что программа автоматически определяет все различные части клетки на основе оптического свойства, называемого «коэффициентом преломления» (refractive index). Поскольку разные органеллы внутри клетки имеют разные коэффициенты преломления, STEVE может их различать и цифровым способом «окрашивать» одним или разными цветами. Поскольку эта цифровая обработка количественная, можно использовать неограниченное количество цветов, что позволяет пользователям наблюдать изменения в клетке в реальном времени. С помощью STEVE окраску можно постоянно изменять, сохранять и использовать для других клеток.

Цитата и история компании

«Начиная с сегодняшнего дня учёные, медики и студенты по всему миру смогут путешествовать внутри 3D-клеток в полном цвете, просто скачав STEVE на свой ноутбук», — говорит генеральный директор NanoLive Ян Котт.

Компания Nanolive SA была основана в ноябре 2013 года в EPFL Innovation Park (Лозанна) Яном Коттом (CEO) и Фатихом Тойем (научный консультант), которые только что завершили свои PhD в EPFL. В настоящее время базирующаяся в Экублене, компания впервые представила 3D Cell Explorer в 2013 году, опубликовав своё изобретение в журнале Nature Photonics.