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
(200000 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
© 2000-2020

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 https://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.

<< Назад: Миниатюрная плата Tah для управления электронными устройствами по Bluetooth 18.10.2014

>> Вперед: Беспроводной датчик CoinGuard для охранной сигнализации 17.10.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Мини-ПК ASRock Mars 4000U 01.12.2020

Тайваньский производитель ASRock представил самый тонкий в мире неттоп на базе гибридных процессоров серии AMD Ryzen 4000U (Renoir). Новинка получила название Mars 4000U и готова предложить в качестве основы установку процессора вплоть до модели Ryzen 7 4800U, оснащенной 8 ядрами, 16 потоками и работающей на частоте до 4,2 ГГц. Компания предлагает оснастить компактный неттоп двухканальной оперативной памятью DDR4-3200 объемом до 64 Гбайт. Графические возможности системе обеспечивает встроенна ...>>

Дельфины контролируют свое сердцебиение 01.12.2020

Ученые из испанского Фонда океанографии заявили о том, что дельфины способны контролировать свое сердцебиение. Перед нырком они могут его замедлить, причем делают они это "осознанно", в зависимости от того, насколько долгим планируется погружение. В ходе исследования ученые проводили эксперименты с тремя содержащимися в неволе бутылконосыми дельфинам-афалинами. Их заранее научили задерживать дыхание: по команде человека они переставали дышать на короткое, долгое или же произвольное время. Исс ...>>

Складной УФ-стерилизатор 30.11.2020

Производитель электроники и аксессуаров Moshi запустил на Kickstarter оригинальную кампанию в духе нашего времени. Компания разработала складной УФ-стерилизатор, который можно носить с собой и использовать для дезинфекции мелких предметов. По размерам устройство чуть меньше листа A4 и в сложенном виде имеет толщину всего 2 см. Чтобы подготовить стерилизатор к работе, нужно его разложить и подключить к сети через USB-C. Внутрь поместится любой смартфон, очки, ручки и тому подобная мелочь. При ...>>

Жизнь в космосе вызывает генетические изменения 30.11.2020

Генетические изменения могут быть причиной многих патологий, наблюдающихся у астронавтов, в том числе проблем со зрением и кровотоком. Эксперимент по изучению влияния гравитации на ДНК разработали ученые из Университета Эксетера (Великобритания). Исследователи обнаружили, что особенно сильному воздействию в космосе подвергаются клетки нервной системы, нейроны. В последнее время в научных изданиях появляется все больше материалов о том, как долговременное пребывание в космосе может отобрази ...>>

Самое маленькое запоминающее устройство 29.11.2020

Инженеры из США и Великобритании создали самое маленькое атомное устройство для хранения данных. Его производительность в сто раз выше, чем у современных флеш-накопителей, сообщает пресс-служба Техасского университета в Остине (США). Новое устройство ученые назвали "атомристером" (соединив слова "атом" и "мемристор"). В качестве основного наноматериала они использовали дисульфид молибдена (MoS2). Ранее исследователи создали аналогичное устройство, уменьшив его толщину до одного атомного слоя. ...>>

Случайная новость из Архива

Бионический глаз 24.09.2020

Ученые из австралийского университета Монаша готовятся к клиническим испытаниям первого в мире устройства, восстанавливающего зрение у полностью слепых людей.

В рамках проекта было разработано устройство Gennaris. Оно представляет собой набор миниатюрных беспроводных электронных имплантов, которые располагаются на поверхности мозга и транслируют в него информацию.

У многих клинически слепых людей повреждены не сами глаза, а зрительные нервы. Это повреждение препятствует передаче сигналов от сетчатки к зрительному центру мозга. Разработка австралийских ученых, по сути, имитирует этот канал передачи между сетчаткой и центрами мозга, отвечающими за зрение.

Система устройства состоит из специально разработанного головного убора с камерой, беспроводного передатчика, видеопроцессора с особым программным обеспечением, а также набора пластинок 9-9 мм - электронных имплантов, которые будут помещены в мозг.

Снимаемое видеокамерой головного убора, будет отправляться в процессор машинного зрения, который по размерам не превышает габариты смартфона, обработка на котором позволит извлечь из картинки всю полезную информацию. Обработанные данные будут передаваться по беспроводной сети внутрь имплантов. Этот процесс преобразует данные в последовательность электрических импульсов, которые будут стимулировать мозг с помощью микроэлектродов толщиной с волос, и в мозгу будет появляться зрительная картинка, подобная той, что видят зрячие люди.

Импланты уже прошли успешные испытания на овцах. Работа представляет собой одно из первых в мире долгосрочных исследований полностью имплантируемого протеза кортикального зрения.

Кроме того, исследования показали, что эта технология может не только вернуть зрение, но и улучшить состояние здоровья пациентов с неизлечимыми неврологическими состояниями, например, такими как паралич конечностей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники


Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов