Kosár

A kosár jelenleg üres

Bejelentkezés &
Regisztráció

Jelenleg nincs belépve.

Válassza ki az oldal nyelvét

TERMÉKEINK

iPon FÓRUM

iPon Cikkek

Az optikai mikroszkóptól a nanoszkópig

  • Dátum | 2014.10.12 08:01
  • Szerző | Jools
  • Csoport | EGYÉB

Amikor a tudósok a 17. században először kezdték optikai mikroszkópokkal vizsgálni az élő szervezeteket, egy egészen új világ tárult fel előttük. Az eszköz azóta is a mikrobiológusok legfontosabb eszköze a sejtek, a baktériumok, a gombák és az egyéb apró élőlények tanulmányozására, mivel az azóta kifejlesztett technológiák többsége − például az elektronmikroszkópia − nem igazán alkalmas az élő biológiai entitások vizsgálatára, tekintve, hogy megfelelő működésükhöz úgy kell előkészíteni a mintákat, hogy az idővel a tanulmányozott lények pusztulását okozza.

Az optikai mikroszkópoknak azonban van egy nagyon komoly, sokáig áthághatatlannak tűnő korlátjuk: mivel látható fénnyel üzemelnek, fizikailag behatárolt, hogy milyen méretű struktúrákat képesek megjeleníteni. Ezt a határt Ernst Abbe határozta meg 1873-ban, aki egy egyenlettel írta le, hogy az ilyen mikroszkópok maximális felbontóképessége egyebek mellett a megvilágító fény hullámhosszától is függ. Az Abbe által meghatározott feloldási határ léte abba a hitbe ringatta a 20. századi kutatókat, hogy sosem lesznek képesek a fény hullámhosszának körülbelül felénél, vagyis 0,2 mikrométernél kisebb dolgokat megfigyelni a hagyományos mikroszkópokkal.


Ez azt jelentette, hogy bár az olyan méretes sejtszervek, mint például a mitokondrium megjeleníthetőek voltak, a sejt kisebb elemeinek megtekintésére optikai eszközökkel nem volt remény. Így például nem lehetett hagyományos mikroszkópokkal tanulmányozni a fehérjék egymás közti interakcióit sem. A mikrobiológusok tehát kénytelenek voltak belenyugodni, hogy bár a sejt egyes szerkezeti elemeit látják a mikroszkóp alatt, azt sosem fogják tudni vizsgálni, hogyan sietnek dolgukra ennek a különös, élő városnak a lakói. Márpedig az egyes molekulák élőben történő nyomon követése nélkül nem sok remény maradt arra, hogy valaha is megértsük, hogyan működnek a minden élőlényt felépítő sejtek.

Az idei évben három olyan kutató kapta a kémiai Nobel-díjat, akik sikerrel oldották meg az Abbe-határ átlépését. Bár a 19. századi tudós által megfogalmazott egyenlet továbbra is helytállónak tekinthető, Eric Betzig, Stefan W. Hell és William E. Moerner fluoreszcens molekulák használatával elérték, hogy immár nincs olyan apró sejtszintű folyamat, amelyet ne lehetne optikai módszerekkel vizsgálni.


Eric Betzig, Stefan Hell és William Moerner


Történetünk 1993-ban, Stefan Hell finnországi lakásában kezdődik. A Heidelbergi Egyetemen három évvel korábban doktori fokozatot szerző kutatónak egy kvantumoptikával foglalkozó tankönyv lapozgatása közben óriási ötlete támadt. Hell már a korábbi években is foglalkozott annak gondolatával, hogyan lehetne az Abbe-féle feloldási határt átlépni, németországi professzorai azonban erősen szkeptikusak voltak azzal kapcsolatban, hogy ez lehetséges lenne. A hazájában tapasztalt ellenállásnak nagy szerepe volt abban, hogy Hell elfogadta egy finn kollégája állásajánlatát, és a Turkui Egyetemen fluoreszcens mikroszkópiával foglalkozó kutatócsoportjában kezdett dolgozni.

A már említett tankönyv lapozgatása közben Hell a stimulált emisszió kifejezésbe botlott. Abban a pillanatban belém villant, hogy ez olyasvalami, ami tényleg működhet, egy olyan nyom, amelyen végre el lehet indulni, emlékszik vissza később. A kilencvenes évek elején alkalmazott fluoreszcens mikroszkópiának nevezett technika lényege voltaképpen az volt, hogy a szakértők fluoreszcens molekulák segítségével igyekeztek képet alkotni a sejtek belsejéről. Rövid fénypulzusokkal egyebek mellett olyan antitesteket tettek átmenetileg fluoreszcenssé, amelyek specifikusan a sejtmagi DNS-hez kapcsolódtak. Ezek az antitestek aztán megmutatták, hogy a DNS a magon belül hol és hogyan van összecsomagolva. A módszer azonban csak akkor működött, ha a keresett molekularészletből vagy -típusból sok volt egy helyen: vagyis a DNS összegubancolódott csomója egyetlen tömegként látszott a felvételeken, az egyes szálakat viszont nem lehetett megkülönböztetni a képen.

Hozzászólások

Nem vagy bejelentkezve, a hozzászóláshoz regisztrálj vagy lépj be!

Eddigi hozzászólások:

  • 3.
    2014. 10. 16. 16:49
    Jo cikk, köszönet erte.
    Azert ne felejtsük el a röntgen mikroszkopiat sem.
    Ott a lmabda kicsit alacsonyabb mint vizualis feny eseteben...
  • 2.
    2014. 10. 15. 11:59
    Jó cikk, írhattok még a mikroszkópiáról
  • 1.
    2014. 10. 14. 22:39
    uhh, sajat tab-ot kaptak az ilyen hirek? jolvan, meg is erdemli