วิธีการแก้ไขการเคลื่อนไหวแบบใหม่สำหรับกล้องจุลทรรศน์การแปลโมเลกุลเดี่ยว (SMLM) ช่วยให้นักวิจัยสามารถวัดตำแหน่งของโมเลกุลแต่ละตัวได้อย่างแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ทีมงานของมหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์ (UNSW) ได้กำหนดระยะห่างระหว่างโปรตีนแต่ละชนิดบนพื้นผิวเซลล์ภูมิคุ้มกันของมนุษย์ด้วยความแม่นยำระดับนาโนเมตร ด้วยการทำให้ภาพ SMLM
คงที่
แบบเรียลไทม์ การปรับปรุงความละเอียด SMLM นี้อาจนำไปสู่ความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับการส่งสัญญาณของเซลล์ แต่เทคนิคนี้อาจนำไปใช้กับเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงอื่นๆ เช่น เครื่องหาลำดับดีเอ็นเอและกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมการสังเกตกระบวนการระดับเซลล์ในระดับของโมเลกุลแต่ละตัว
ต้องใช้ภาพที่มีความละเอียดซึ่งไม่สามารถทำได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบเดิม: ที่ความยาวคลื่นแสง ความละเอียดที่ดีที่สุดที่อนุญาตโดยขีดจำกัดการเลี้ยวเบนนั้นหยาบเกินไป อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ค้นพบวิธีหลีกเลี่ยงขีดจำกัดนี้โดยใช้กลุ่มเทคนิคที่เรียกรวมกันว่า SMLM
ใน SMLM โมเลกุลเป้าหมายจะถูกระบุด้วยเครื่องหมายเรืองแสงที่เปล่งแสงในช่วงเวลาสั้น ๆ ในช่วงเวลาสุ่ม ภาพที่ถ่าย ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งอาจบันทึกเหตุการณ์การกระตุ้นเพียงไม่กี่เหตุการณ์ แต่ด้วยการซ้อนภาพหลายพันภาพที่ได้รับในช่วงเวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวัน สามารถสร้างแผนที่โมเลกุล
ที่ครอบคลุมได้ ตราบเท่าที่เหตุการณ์การเปล่งแสงในแต่ละเฟรมแยกจากกันเชิงพื้นที่ สัญญาณที่สะสมจะสามารถติดตั้งทางสถิติเพื่อหาแหล่งที่มาของแต่ละโมเลกุลในระดับนาโนเมตรที่ใกล้ที่สุดอย่างน้อยก็เป็นวิธีการทำงานภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ในความเป็นจริง การเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อย
ของกล้องตลอดกระบวนการหมายความว่า จนถึงขณะนี้ นักวิจัยพยายามดิ้นรนในการตรึงตำแหน่งของโมเลกุลด้วยความแม่นยำที่ดีกว่า 20–30 นาโนเมตร“มีหลายสิ่งที่ทำให้เครื่องดนตรีลอย” หัวหน้า ทีม กล่าว “สาเหตุใหญ่ที่สุดน่าจะเป็นแรงสั่นสะเทือน เช่น จากคนที่เดินในห้องและทางเดิน
ที่อยู่ติดกัน
และเพื่อนร่วมงานของเธอได้พัฒนาวิธีชดเชยการเคลื่อนไหวนี้โดยใช้เทคนิคสามแบบแยกกัน ขั้นแรก พวกเขาวางเม็ดบีดโพลีสไตรีนขนาด 3 µm ไว้บนเวทีถ่ายภาพ (นอกขอบเขตการมองเห็นของกล้อง) เป็นเครื่องหมายที่ไว้วางใจได้ เมื่อฉายแสงด้วยเลเซอร์อินฟราเรด เม็ดบีดจะสร้างวงแหวนเลี้ยวเบน
ซึ่งเผยให้เห็นการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ระหว่างตัวอย่างกับส่วนที่เหลือของเครื่องมือ การวัดเหล่านี้ถูกส่งต่อไปยังวงจรป้อนกลับที่แก้ไขตำแหน่งของตัวอย่าง 12 ครั้งต่อวินาที โดยจำกัดการเคลื่อนไหวให้น้อยกว่า 1 นาโนเมตรในช่วงเวลา 20 ชั่วโมง ทีมงานได้ตั้งค่าวงจรป้อนกลับใหม่โดยการรวม LED
สีขาวเข้ากับตัวกล้องไมโครสโคปและโฟกัสไปที่มุมของเซ็นเซอร์ของกล้อง ซึ่งเป็นอุปกรณ์คู่ประจุไฟฟ้าแบบทวีคูณของอิเล็กตรอน (EMCCD) สิ่งนี้ทำให้เกิดความเที่ยงตรงทางแสงที่สามารถระบุจุดสูงสุดของความเข้มได้ด้วยความแม่นยำ 0.05 นาโนเมตร การเปลี่ยนแปลงใดๆ ในตำแหน่งนี้แสดงถึง
การเคลื่อนตัวของสัญญาณเรืองแสง ซึ่งนักวิจัยแก้ไขโดยอัตโนมัติด้วยกระจกเพียโซอิเล็กทริก การแก้ไขครั้งที่สามระบุถึงความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นในวิธีที่ EMCCD ของกล้องลงทะเบียนตำแหน่งของตัวส่งสัญญาณสีเขียวหรือสีแดง เพื่อตรวจจับและชดเชยความคลาดเคลื่อนดังกล่าว
นักวิจัยได้วัดการตอบสนองของเซ็นเซอร์ต่ออาร์เรย์นาโนโฮลที่เต็มไปด้วยสีย้อมสีเขียวและสีแดง
และเพื่อนร่วมงานได้ทดสอบเทคนิคของพวกเขา ซึ่งพวกเขาเรียกว่า โดยการวัดตำแหน่งของโปรตีนส่งสัญญาณบนทีเซลล์ของมนุษย์ พวกเขาพบว่ากระบวนการกระตุ้นทีเซลล์ถูกกำหนดโดยระยะห่าง
ระหว่างโปรตีนเฉพาะ และความแตกต่างในการแยกเพียง 4–7 นาโนเมตรทำให้การตอบสนองของเซลล์หนึ่งแตกต่างจากอีกสิ่งหนึ่ง แม้ว่าการแยกแยะระยะทางเล็กๆ ดังกล่าวจะเป็นไปไม่ได้โดยใช้ SMLM แบบเดิม แต่ก็อยู่ในขอบเขตของวิธีการที่มีอยู่ซึ่งเรียกว่าการถ่ายโอนพลังงานเรโซแนนซ์ฟลูออเรสเซนซ์
ในเทคนิคนี้
ความใกล้ชิดที่แตกต่างกันของฟลูออโรฟอร์สองตัวจะสะท้อนให้เห็นในการเปลี่ยนแปลงความเข้มของการปล่อย อย่างไรก็ตาม สามารถแทนที่ FRET ได้ เนื่องจากเทคนิคหลังนี้มองไม่เห็นถึงระยะห่างระหว่างโมเลกุลที่มากกว่า 10 นาโนเมตร และยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยอื่นๆ
กาแล็กซีที่มีเรดชิฟต์ขนาดใหญ่มากตรวจจับได้ยาก เนื่องจากรังสีที่ปล่อยออกมาจะเปลี่ยนเป็นความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น ซึ่งเมฆไฮโดรเจนอวกาศขนาดยักษ์ดูดซับไว้ได้ง่าย ปัญหาอีกประการหนึ่งคือความส่องสว่างของมันจะถูกหรี่ลงตามระยะทางที่โฟตอนเดินทางไกล ในขณะที่รังสีใดๆ
ที่มาถึงโลกจะถูกชั้นบรรยากาศของเราดูดซับไว้ ดาราจักรดังกล่าวจึงไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสูง 2.4 ม. อยู่เหนือชั้นบรรยากาศ และสามารถโฟกัสไปที่ดาราจักรที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ได้อย่างง่ายดาย กาแล็กซี
ที่ มองเห็นนั้นมีพลังสูงที่ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลต ซึ่งทำให้แสงจากกาแล็กซีผ่านเมฆไฮโดรเจนได้ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่ากาแลคซีมีการเคลื่อนไหวอย่างผิดปกติในการก่อตัวของดาวฤกษ์ นักวิจัยคาดการณ์ว่าวัตถุมวลเท่าดวงอาทิตย์ระหว่าง 4 ถึง 25 ดวงต่อปีจะเปลี่ยนเป็นดาวฤกษ์
พวกเขายังแนะนำว่าปริมาณธาตุหนักต่ำที่เห็นในแสงดาวบ่งชี้ว่าดาวฤกษ์ที่ก่อตัวขึ้นในกาแลคซีนี้เป็นดาวฤกษ์ดวงแรกที่ก่อตัวขึ้นในเอกภพ การศึกษาวัตถุเหล่านี้ ซึ่งแตกต่างจากดาราจักรเก่ามาก อาจช่วยให้นักดาราศาสตร์ค้นพบว่าดาราจักร ‘ปกติ’ เกิดขึ้นได้อย่างไร
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
