www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua
Русский: Русская версия English: English version
Translate it!
Поиск по сайту

+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

Бесплатная техническая библиотека:
Все статьи А-Я
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Новости науки и техники
Журналы, книги, сборники
Архив статей и поиск
Схемы, сервис-мануалы
Электронные справочники
Инструкции по эксплуатации
Голосования
Ваши истории из жизни
На досуге
Случайные статьи
Отзывы о сайте

Справочник:
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому
Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
Конспекты лекций, шпаргалки
Крылатые слова, фразеологизмы
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Моделирование
Нормативная документация по охране труда
Опыты по физике
Опыты по химии
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Радиоэлектроника и электротехника
Строителю, домашнему мастеру
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Чудеса природы
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
Схемы и сервис-мануалы
Книги, журналы, сборники
Справочники
Параметры радиодеталей
Прошивки
Инструкции по эксплуатации
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
Ваши истории
Загадки для взрослых и детей
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика
Форумы
Карта сайта

ДИАГРАММА
© 2000-2019

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека, Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Флуоресцентая микроскопия высокого разрешения 17.10.2014

Чтобы рассмотреть клетку и ее содержимое, мы должны взять микроскоп. Его принцип работы относительно прост: лучи света проходят через объект, а потом попадают в увеличительные линзы, так что мы можем разглядеть и клетку, и некоторые органеллы внутри нее, например, ядро или митохондрии.

Но если мы захотим увидеть молекулу белка или ДНК, или рассмотреть крупный надмолекулярный комплекс вроде рибосомы, или вирусную частицу, то обычный световой микроскоп окажется бесполезен. Еще в 1873 году немецкий физик Эрнст Аббе вывел формулу, полагающую предел возможностям любого светового микроскопа: оказывается, в него нельзя увидеть объект, размером меньше половины длины волны видимого света - то есть меньше 0,2 микрометров.

Решение, очевидно, состоит в том, чтобы выбрать нечто, что смогло бы заменить видимый свет. Можно использовать пучок электронов, и тогда мы получим электронный микроскоп - в него можно наблюдать вирусы и белковые молекулы, но наблюдаемые объекты при электронной микроскопии попадают в совершенно неестественные условия. Поэтому исключительно удачной оказалась идея Штефана Хелля (Stefan W. Hell) из Института биофизической химии Общества Макса Планка (Германия), которому в начале 90-х голов пришла в голову мысль использовать для визуализации макромолекул и их комплексов стимулированное флуоресцентное излучение.

Суть идеи состояла в том, что объект можно облучить лазерным лучом, который переведет биологические молекулы в возбужденное состояние. Из этого состояния они начнут переходить в обычное, освобождаясь от излишков энергии в виде светового излучения - то есть начнется флуоресценция, и молекулы станут видимыми. Но излучаемые волны будут самой разной длины, и у нас перед глазами будет неопределенное пятно. Чтобы такого не случилось, вместе с возбуждающим лазером объект обрабатывается гасящим лучом, который подавляет все волны, кроме тех, которые обладают нанометровой длиной. Излучение с длиной волны порядка нанометров как раз позволяет отличить одну молекулу от другой.

Метод получил название STED (stimulated emission depletion), и как раз за него Штефан Хелль получил свою часть Нобелевской премии. При STED-микроскопии объект не охватывается лазерным возбуждением сразу целиком, а как бы прорисовывается двумя тонкими пучками лучей (возбудителем и гасителем), потому что чем меньше область, которая флуоресцирует в данный момент времени, тем выше разрешение изображения.

Метод STED впоследствии дополнился так называемой одномолекулярной микроскопией, разработанной в конце XX века независимо двумя другими нынешними лауреатами, Эриком Бетцигом (Eric Betzig) из Института Говарда Хьюза и Уильямом Мернером (William E. Moerner) из Стэнфорда. В большинстве физико-химических методов, полагающихся на флуоресценцию, мы наблюдаем суммарное излучение сразу множества молекул. Уильям Мернер как раз предложил способ, с помощью которого можно наблюдать за излучением одной молекулы. Экспериментируя с зеленым флуоресцентным белком (GFP), он заметил, что у его молекул свечение можно произвольно включать и выключать, манипулируя длиной возбуждающей волны. Включая и выключая флуоресценцию разных молекул GFP, их можно было наблюдать в световой микроскоп, не обращая внимания на нанометровое ограничение Аббе. Целое изображение можно было получить, просто совместив несколько снимков с разными светящимися молекулами в поле наблюдения. Эти данные были дополнены идеями Эрика Бетцига, который предложил увеличить разрешение флуоресцентной микроскопии, использовав белки с разными оптическим свойствами (то есть, грубо говоря, разноцветные).

Совмещение метода возбуждения-гашения Хелля с методом суммы наложений Бетцига и Мернера позволило разработать микроскопию с нанометровым разрешением. С ее помощью мы можем наблюдать не только органеллы и их фрагменты, но и взаимодействия молекул друг с другом (если молекулы пометить флуоресцентными белками), что, повторим, далеко не всегда возможно с электронно-микроскопическими методами. Значение метода трудно переоценить, ведь межмолекулярные контакты - это то, на чем стоит молекулярная биология и без чего невозможно, например, ни создание новых лекарств, ни расшифровка генетических механизмов, ни многие другие вещи, лежащие в поле современной науки и техники.

Следующая новость: Миниатюрная плата Tah для управления электронными устройствами по Bluetooth 18.10.2014

Предыдущая новость: Беспроводной датчик CoinGuard для охранной сигнализации 17.10.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Космическая миссия по спасению планеты 03.12.2019

Одобрена космическая миссия под названием Hera. Она утверждена министрами Европейского космического агентства (ESA), и является важной для всего человечества. Ее целью является проверка того, могут ли современные ракеты потенциально отклонить гигантский астероид для того, чтобы избежать его столкновения с Землей. На реализацию проекта выделено 320 миллионов долларов. В рамках проекта Hera, ESA совместно с NASA отправят несколько космических кораблей в систему под названием Дидимос, где находи ...>>

Пожары в амазонских лесах ускорили таяние ледников в Андах 03.12.2019

Наблюдения за состоянием льдов в Андах показали, что массовые пожары в джунглях Амазонки за последние десять лет ускорили их таяние на 5%. Сила их действия в ближайшие годы вырастет более чем в два раза из-за того, что масштабы возгораний увеличиваются, а концентрация пыли в атмосфере растет. "Прогнозы Межправительственной группы экспертов по изменению климата при ООН (IPCC) указывают на то, что Амазония станет значительно суше в ближайшие десятилетия и столетия. Поэтому пожары на юго-западе ...>>

Свинец прочнее, чем сталь 02.12.2019

В нормальных условиях свинец относительно мягкий, легко царапается ногтем. Но при сжатии при экстремальных давлениях он становится твердым и прочным - даже сильнее, чем сталь. Чтобы изучить, как сила свинца изменилась под давлением, исследователи быстро сжали образец свинца, взорвав его лазерами в Национальном центре зажигания в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии. Давление в образце достигло около 400 гигапаскалей - аналогично давлению в ядре Земли. Прочность м ...>>

Роботы LG CLOi поддержат маленьких пациентов 19.11.2019

Компания LG отправила 25 роботов CLOi в детскую больницу при Сеульской национальной университетской больнице (SNUH) для тестирования возможности их использования с целью улучшения медицинского обслуживания. Роботы будут размещены в различных отделениях больницы, включая отделения интенсивной терапии и операционные, с целью обеспечения эмоциональной поддержки детям, которые могут испытывать страх из-за нахождения в больничных условиях. Тестирование продлится три месяца. Помимо ухода за деть ...>>

В Польше обнаружен аналог Стоунхенджа 19.11.2019

В Польше было обнаружено древнее сооружения типа Стоунхенджа возрастом более 6800 лет. Археологи утверждают, что люди эпохи неолита использовали этот ритуальный объект в течение 200-250 лет, причем каждые несколько десятков лет у него появлялись новые функции. Диаметр сооружения составляет около 110 метров - в три раза больше, чем диаметр внутреннего круга валунов из песчаника в Стоунхендже. Этот объект археологи обнаружили еще в 2017 году, но только сейчас им удалось выяснить возраст сооруже ...>>

Случайная новость из Архива

Из воздуха в камень 05.02.2009

Исследования, проведенные американскими геологами на больших обнажениях перидотита в Омане, позволяют надеяться, что лишний углекислый газ, выбрасываемый из-за деятельности человека в воздух, будет нейтрализован геологическими процессами.

Горная порода перидотит содержит большие количества оливина - минерала на основе магния. Реагируя с углекислым газом и насыщенной им водой, превратившейся в слабый раствор углекислоты, оливин образует карбонат магния - магнезит. Возникает также доломит - карбонат кальция и магния.

Оба минерала на 44% более объемны, чем оливин, они расталкивают горную породу, и в ней возникают микротрещины шириной с человеческий волос. По ним воздух и вода усиленно проникают в камень, и процесс еще более ускоряется. Рассчитано, что оманские перидотиты ежегодно поглощают из воздуха сотни тысяч тонн углекислого газа. Кубический километр перидотита может задержать миллиард тонн двуокиси углерода. Для сравнения: американские угольные ТЭЦ ежегодно выбрасывают полтора миллиарда тонн этого газа.

Пробуривая в скалах шпуры и закладывая туда небольшие заряды взрывчатки, можно еще активнее дробить породу и увеличивать проникновение в нее воздуха. А если к тому же подогревать пласты перидотита за счет глубинных геотермальных вод, это также ускорит химические процессы. Вообще, земная кора по большей части состоит именно из перидотитов, просто они далеко не везде выходят на поверхность в таких больших количествах, как в Омане.

Вскрытие экскаваторами перидотитовых пластов там, где это возможно, также окажет оздоровляющее влияние на атмосферу.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники


Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов