Weiterentwicklung der Raman-Mikroskopie zur hochauflösenden Bildgebung biologischer Proben

Das Verständnis des Verhaltens der Moleküle und Zellen, aus denen unser Körper besteht, ist für den Fortschritt der Medizin von entscheidender Bedeutung. Dies hat zu einem kontinuierlichen Streben nach klaren Bildern dessen geführt, was außerhalb dessen geschieht, was das Auge sehen kann. In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Wissenschaftliche Fortschritte, Forscher der Universität Osaka haben über eine Methode berichtet, die hochauflösende Raman-Mikroskopiebilder liefert.

Die Raman-Mikroskopie ist eine nützliche Technik zur Abbildung biologischer Proben, da sie chemische Informationen über bestimmte Moleküle – beispielsweise Proteine ​​– liefern kann, die an den Prozessen des Körpers beteiligt sind. Allerdings ist das Raman-Licht, das von biologischen Proben stammt, sehr schwach, sodass das Signal oft vom Hintergrundrauschen überlagert wird, was zu schlechten Bildern führt.

Die Forscher haben ein Mikroskop entwickelt, das die Temperatur zuvor gefrorener Proben während der Aufnahme aufrechterhalten kann. Dadurch konnten sie Bilder erzeugen, die bis zu achtmal heller sind als die, die bisher mit der Raman-Mikroskopie erzielt wurden.

Einer der Hauptgründe für unscharfe Bilder ist die Bewegung der Dinge, die Sie betrachten möchten. Durch die Abbildung gefrorener Proben, die sich nicht bewegen konnten, konnten wir längere Belichtungszeiten nutzen, ohne die Proben zu beschädigen. Dies führte zu hohen Signalen im Vergleich zum Hintergrund, hoher Auflösung und größeren Sichtfeldern.“

Kenta Mizushima, Hauptautorin der Studie

Die Technik verwendet keine Färbemittel und erfordert keine Chemikalien, um die Zellen an ihrer Position zu fixieren, sodass eine äußerst repräsentative Ansicht der Prozesse und des Zellverhaltens möglich ist.

Das Team konnte außerdem bestätigen, dass der Gefrierprozess die physikalisch-chemischen Zustände verschiedener Proteine ​​konserviert. Dies gibt dem Kryofixierungsansatz den entscheidenden Vorteil, dass er das erreicht, was mit chemischen Fixierungsmethoden nicht möglich ist.

„Die Raman-Mikroskopie erweitert den Bildgebungs-Werkzeugkasten um eine ergänzende Option“, sagt der leitende Autor Katsumasa Fujita. „Dass es nicht nur Zellbilder, sondern auch Informationen über die Verteilung und bestimmte chemische Zustände von Molekülen liefert, ist sehr nützlich, wenn wir kontinuierlich nach einem möglichst detaillierten Verständnis streben.“

Die neue Technik kann mit anderen Mikroskopietechniken zur detaillierten Analyse biologischer Proben kombiniert werden und dürfte einen Beitrag zu einem breiten Spektrum biologischer Wissenschaften, einschließlich Medizin und Pharmazeutik, leisten.

Quellen: