Флуоресцентний мікроскоп – це справжнє вікно в цікавий світ клітин і один з улюблених інструментів біологів, що дозволяє вивчати як живі, так і фіксовані клітини.
Широкопільний флуоресцентний мікроскоп відбитого світла був основним інструментом дослідження флуоресцентно мічених клітин і тканин з моменту появи дихроматичного дзеркала наприкінці 1940-х років. Досягнення в розробці синтетичних флуорофорів у поєднані з широким спектром первинних і вторинних антитіл надали біологам можливість досліджувати дрібні структурні деталі живих організмів за допомогою цього методу. Наприкінці двадцятого століття відкриття та мутагенез флуоресцентних білків поповнили арсенал наукових інструментів та відкрили перед вченими можливість дослідити динаміку живих клітин у культурі.
Клітини фібропластів шкіри африканського водяного мангуста (A.P. Mongoose Line)
Метод флуоресценції
Флуоресценція є одним із найчастіше використовуваних фізичних явищ у біологічній та аналітичній мікроскопії через її високу чутливість та специфічність. Це форма люмінесценції, яка за допомогою мікроскопії дозволяє користувачам визначати розподіл окремих видів молекул, їх кількість та локалізацію усередині клітини. Можна проводити дослідження колокалізації та взаємодії, а також спостерігати концентрації іонів, різноманітні внутрішньо- та міжклітинні процеси. Люмінесцентний мікроскоп (флуоресцентний) надвисокої роздільної здатності також дає можливість візуалізувати структури з низькою роздільною здатністю.
Основна характеристика флуоресцентної мікроскопії – висока специфічність флуоресцентних зондів, які поглинають та випромінюють світло з характерними довжинами хвиль, що дозволяє методу селективно виявляти цільові види при дуже низьких концентраціях у складних сумішах. Крім того, висока чутливість та просторова роздільна здатність флуоресценції дозволяють виявляти та вивчати окремі молекули на відстані нижче оптичної роздільної здатності мікроскопа.
Тимчасовий дозвіл флуоресценції обмежений часом життя збуджених флуоресцентних зондів, що може обчислюватися в наносекундах. Оскільки багато біологічних процесів відбуваються в цій часовій області, кінетика розпаду може дати динамічну інформацію про клітинні процеси. У сукупності ці фактори мають вирішальне значення для застосування флуоресцентної мікроскопії в клітинній біології.
Будова флуоресцентного мікроскопа
На відміну від інших режимів оптичної мікроскопії, що ґрунтуються на макроскопічних характеристиках зразка, таких як фазові градієнти, поглинання світла та подвійне заломлення, флуоресцентна мікроскопія здатна відображати розподіл окремих молекулярних частинок виключно на підставі властивостей флуоресцентного випромінювання. Таким чином, люмінесцентний мікроскоп дозволяє відстежувати точне розташування внутрішньоклітинних компонентів, мічених специфічними флуорофорами, а також пов’язані з ними коефіцієнти дифузії, характеристики переміщення та взаємодія з іншими біомолекулами.
Будова флуоресцентного мікроскопа
Флуоресцентні мікроскопи та платформи Leica
Компанія Leica Microsystems створює оптичні прилади та системи, які використовуються у всьому світі. Напрямок “флуоресценція” представлений як окремими флуоресцентними мікроскопами, так і платформами з більш широкими можливостями, створеними на базі флуоресцентного мікроскопа: Stellaris, Thunder і DMi8 S. Це дає можливість підібрати робочу станцію, яка необхідна для конкретного виду досліджень.
THUNDER Imager Live Cell
Stellaris 5
Висновки
За останнє десятиліття флуоресцентний мікроскоп розвивався з разючою швидкістю у поєднанні з не менш стрімким прогресом у лазерних технологіях, твердотільних детекторах, інтерференційному виробництві тонких плівок та комп’ютерному аналізі зображень. Розробка водно-імерсійних об’єктивів з високою числовою апертурою ще більше сприяла дослідженню біологічних явищ, дозволяючи дослідникам проникати глибоко всередину живої клітини у її природному середовищі.
Компанія Leica Microsystems реагує на потреби дослідницької спільноти, що змінюються, продовжуючи розробляти передові флуоресцентні інструменти та аксесуари, які допомагають досліджувати світ природи та людини.
