Новый метод приближает микроскопию Бриллюэна к широкому использованию в диагностической медицине

Исследователи из Университета Уэйна Стейт, Университета Мэриленда и Национальных институтов здоровья (NIH) представили усовершенствованную методику двухстрочной сканирующей микроскопии Бриллюэна (dLSBM), которая значительно ускоряет процесс и снижает дозу облучения. Результаты опубликованы в Nature Methods.

Суть технологии:

• Метод основан на рассеянии Бриллюэна (BLS) — явлении, при котором свет рассеивается на тепловых колебаниях молекул материала.
• Он позволяет бесконтактно и без маркеров получать карты механических свойств (жесткости, вязкости) биологических образцов, что критически важно для изучения клеток в физиологических условиях.

Решенные проблемы:

• Скорость: Существующая конфокальная микроскопия Бриллюэна медленная — несколько минут на изображение одной клетки, часы — для кластеров клеток или эмбрионов.
• Облучение: Высокий уровень светового облучения образца.

Достижения новой методики dLSBM:

• Ускорение в 50–100 раз по сравнению с аналогами.
• Снижение уровня светового облучения в 80 раз для 2D и 3D механического картирования.
• Теперь изображение механических свойств кластера клеток можно получить за несколько минут, что позволяет изучать поведение клеток почти в реальном времени.

Значение для медицины:

• Изменение жесткости клеток часто связано с прогрессированием заболеваний, таких как метастазирование рака или болезнь Альцгеймера.
• Технология особенно ценна для изучения развития эмбриональных тканей и связанных с рождением заболеваний, где традиционные контактные методы неприменимы для in vivo измерений из-за 3D-структуры.

Ограничения и перспективы:

По словам руководителя исследования, доцента Джитао Чжана, технология Бриллюэна все еще находится на ранней стадии и имеет ограниченную глубину成像. Его лаборатория продолжит работу над повышением доступности метода для более широких биомедицинских областей.