Ученые создали микроскоп, позволяющий изучать "внутренности" вирусов

2 марта 2011 года

Повторяется с уточнением заголовка.

МОСКВА, 2 мар - . Ученые создали оптический микроскоп с разрешением более 50 нанометров, позволяющий в реальном времени наблюдать работу "внутренностей" живых клеток, а также изучать поведение активных вирусов, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature Communications.

Ученые полагают, что новый сферо-наноскоп позволит понять работу вредоносных вирусов и разработать методы борьбы с ними.

До сих пор объекты подобных масштабов (вирусы) были доступны для изучения только с помощью электронных микроскопов, в которых используется сфокусированный пучок электронов, отражающийся от поверхности объекта, помещенного в условия высокого вакуума. Этот метод не позволяет изучать "внутренности" живых клеток и не дает возможности наблюдать динамические изменения, характерные для живых систем.

Новый микроскоп, названный создателями сферо-наноскопом, впервые позволит ученым получить доступ к тонкой организации биологических систем. До сих пор минимальные размеры объектов, различимые в окуляры оптических микроскопов, были ограничены пределом в 200 нанометров из-за явления дифракции света - огибания волнами света препятствий, имеющих размеры менее половины длины световой волны. Нижний край видимого человеком диапазона излучения - фиолетовый свет (примерно 380 нанометров) накладывает ограничения в 200 нанометров.

Более того, такое разрешение было доступно только в дорогостоящих оптических системах, тогда как предел "остроты зрения" стандартных микроскопов составляет порядка 1 микрона - 1000 нанометров.

Альтернативой подобным прямым методам изучения в оптическом диапазоне в последние годы стали флуоресцентные микроскопы, позволяющие рассматривать некоторые детали внутреннего устройства живых клеток с разрешением порядка десятков нанометров путем введения в клетки специальных белковых молекул, светящихся под воздействием ультрафиолета. К сожалению, вирусы непроницаемы для подобных красителей.

Микроскоп, разработанный командой исследователей под руководством Цзен Бо Вана (Zengbo Wang) из Манчестерского университета в Великобритании позволяет напрямую изучать объекты с размерами до 50 нанометров, при этом становится возможным отслеживать динамические преобразования, свойственные быстроразмножающимся вирусам.

Разработка основана на технологии так называемых суперлинз - оптических линз, позволяющих буквально "захватить" изображение предмета. Изображение формируется за счет световых волн, отражающихся от предмета, однако быстро затухающих по мере распространения. Именно это затухание волн, отраженных от объектов нанометровых масштабов, и приводит к явлению дифракции. Суперлинзы же, размещенные на расстоянии от 200 нанометров от изучаемого объекта, позволяют захватить отраженные волны и построить на их основе виртуальное изображение изучаемого предмета.

В микроскопе Ванна роль таких суперлинз выполняют сферы из оксида кремния диаметром от 2 до 9 микрон, помещенные непосредственно на поверхность изучаемого образца. "Захваченное" изображение затем многократно увеличивается с помощью обычной оптической системы микроскопа.

"Наиболее часто используемый метод изучения маленьких объектов подразумевает использование электронного микроскопа, однако и в этом случае вы не можете заглянуть внутрь клетки - электроны отражаются только от ее внешней оболочки. Оптические флуоресцентные микроскопы могут "проявить" внутренности живых систем напрямую с помощью внедренных в них красителей, однако эти красители не могут проникнуть внутрь вирусов. Разработанный нами метод прямого наблюдения вирусов и живых клеток без красителей может совершить революцию в подходах к их изучению", - сказал профессор Лин Ли (Lin Li), один из соавторов публикации.