Флуоресцентный микроскоп это настоящее окно в интересный мир клеток и один из любимых инструментов биологов, позволяющий изучать как живые, так и фиксированные клетки.
Широкопольный флуоресцентный микроскоп отраженного света был основным инструментом для исследования флуоресцентно меченных клеток и тканей с момента появления дихроматического зеркала в конце 1940-х годов. Достижения в разработке синтетических флуорофоров в сочетании с широким спектром первичных и вторичных антител предоставили биологам возможность исследовать мельчайшие структурные детали живых организмов с помощью этого метода. В конце двадцатого века открытие и мутагенез флуоресцентных белков пополнили арсенал научных инструментов и открыли перед учеными возможность исследовать динамику живых клеток в культуре.
Клетки фибропластов кожи африканского водяного мангуста (A.P. Mongoose Line)
Метод флуоресценции
Флуоресценция является одним из наиболее часто используемых физических явлений в биологической и аналитической микроскопии из-за ее высокой чувствительности и специфичности. Это форма люминесценции, которая с помощью микроскопии позволяет пользователям определять распределение отдельных видов молекул, их количество и локализацию внутри клетки. Можно проводить исследования колокализации и взаимодействия, а также наблюдать концентрации ионов, разнообразные внутри- и межклеточные процессы. Люминесцентный микроскоп (флуоресцентный) сверхвысокого разрешения также дает возможность визуализировать структуры субразрушения.
Основная характеристика флуоресцентной микроскопии — высокая специфичность флуоресцентных зондов, которые поглощают и излучают свет с характерными длинами волн, что позволяет методу селективно обнаруживать целевые виды при очень низких концентрациях в сложных смесях. Кроме того, высокая чувствительность и пространственное разрешение флуоресценции позволяют обнаруживать и изучать отдельные молекулы на расстояниях ниже оптического разрешения микроскопа.
Временное разрешение флуоресценции ограничено временем жизни возбужденных флуоресцентных зондов, которое может составлять порядка наносекунд. Поскольку многие биологические процессы происходят в этой временной области, кинетика распада может дать динамическую информацию о клеточных процессах. В совокупности эти факторы имеют решающее значение для применения флуоресцентной микроскопии в клеточной биологии.
Строение флуоресцентного микроскопа
В отличие от других режимов оптической микроскопии, которые основаны на макроскопических характеристиках образца, таких как фазовые градиенты, поглощение света и двойное преломление, флуоресцентная микроскопия способна отображать распределение отдельных молекулярных частиц исключительно на основании свойств флуоресцентного излучения. Таким образом, люминесцентный микроскоп позволяет отслеживать точное расположение внутриклеточных компонентов, меченных специфическими флуорофорами, а также связанные с ними коэффициенты диффузии, характеристики перемещения и взаимодействие с другими биомолекулами.
Строение флуоресцентного микроскопа
Флуоресцентные микроскопы и платформы Leica
Компания Leica Microsystems создает оптические приборы и системы, которые используются во всем мире. Направление “флуоресценция” представлено как отдельными флуоресцентными микроскопами, так и платформами с более широкими возможностями, созданными на базе флуоресцентного микроскопа: Stellaris, Thunder и DMi8 S. Это дает возможность подобрать ту рабочую станцию, которая необходима для конкретного вида исследований.
THUNDER Imager Live Cell
Stellaris 5
Заключение
За последнее десятилетие флуоресцентный микроскоп развивался с поразительной скоростью в сочетании с не менее стремительным прогрессом в лазерных технологиях, твердотельных детекторах, интерференционном производстве тонких пленок и компьютерном анализе изображений. Разработка водно-иммерсионных объективов с высокой числовой апертурой еще больше способствовала исследованию биологических явлений, позволяя исследователям проникать глубоко внутрь живой клетки в ее естественной среде.
Компания Leica Microsystems реагирует на изменяющиеся потребности исследовательского сообщества, продолжая разрабатывать передовые флуоресцентные инструменты и аксессуары, которые помогают исследовать мир природы и человека.