Verbesserte Raman-Mikroskopie von kryofixierten Proben geglückt

von | Dez. 30, 2024 | Allgemein, Forschung

Forscher der Universität Osaka nutzten kryogenes Einfrieren, um hochauflösende Raman-Mikroskopie-Bilder von biologischen Proben zu erhalten. Der Clou: Die Forscher haben ein Mikroskop entwickelt, das die Temperatur von zuvor eingefrorenen Proben während der Aufnahme aufrechterhalten kann. Dadurch konnten sie Bilder erzeugen, die bis zu achtmal heller sind als die bisher mit der Raman-Mikroskopie erreichten.

Raman-Bild von schnell gefrorenen HeLa-Zellen mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis und großem Sichtfeld. Die Bildaufnahmezeit betrug 10 Stunden. Die Verteilung der Raman-Signale von Cytochromen (750 cm-¹), Lipiden (2850 cm-¹) und Proteinen (2920 cm-¹) sind in grün, rot bzw. blau dargestellt, CC BY, Sci. Adv. 10, eadn0110 (2024). Credits: Osaka University
Raman-Bild von schnell gefrorenen HeLa-Zellen mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis und großem Sichtfeld. Die Bildaufnahmezeit betrug 10 Stunden. Die Verteilung der Raman-Signale von Cytochromen (750 cm-¹), Lipiden (2850 cm-¹) und Proteinen (2920 cm-¹) sind in grün, rot bzw. blau dargestellt, CC BY, Sci. Adv. 10, eadn0110 (2024). Credits: Osaka University

“Einer der Hauptgründe für unscharfe Bilder ist die Bewegung der Dinge, die man zu betrachten versucht”, erklärt der Hauptautor der Studie, Kenta Mizushima. “Durch die Aufnahme von gefrorenen Proben, die sich nicht bewegen können, konnten wir längere Belichtungszeiten verwenden, ohne die Proben zu beschädigen. Dies führte zu hohen Signalen im Vergleich zum Hintergrund, hoher Auflösung und größeren Sichtfeldern. Das Verfahren kommt ohne Farbstoffe aus und erfordert keine Chemikalien zur Fixierung der Zellen, so dass ein äußerst repräsentatives Bild der Prozesse und des Zellverhaltens entstehen kann.

Das Team konnte auch bestätigen, dass durch das Einfrieren die physikalisch-chemischen Zustände der verschiedenen Proteine erhalten bleiben. Dies gibt dem Kryofixierungsansatz einen deutlichen Vorteil, da er das erreicht, was die chemischen Fixierungsmethoden nicht können.

“Die Raman-Mikroskopie fügt dem Werkzeugkasten für die Bildgebung eine ergänzende Option hinzu”, sagt Hauptautor Katsumasa Fujita. “Die Tatsache, dass sie nicht nur Bilder von Zellen liefert, sondern auch Informationen über die Verteilung und bestimmte chemische Zustände von Molekülen, ist sehr nützlich, wenn wir ständig bestrebt sind, ein möglichst detailliertes Verständnis zu erlangen.”

Die neue Technik kann mit anderen Mikroskopietechniken für eine detaillierte Analyse biologischer Proben kombiniert werden und wird voraussichtlich zu einem breiten Spektrum von Bereichen in den Biowissenschaften, einschließlich Medizin und Pharmazie, beitragen.

Original Paper:

Enhanced Raman microscopy of cryofixed specimens: clearer and sharper chemical imaging – ResOU

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Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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