新しい蛍光顕微鏡イメージング手法は、1 回の露光で生細胞の超解像度イメージングを実現し、急速に変化する細胞構造を追跡できます。

要約:

スイスのローザンヌ連邦工科大学エコール工科大学のチームは、SPIFFI と呼ばれる新しい蛍光顕微鏡イメージング手法を開発しました。これは、1 回のカメラ露光から超解像度画像を再構成でき、研究者がミトコンドリアや微小管などの生細胞構造の急速な変化を観察するのに役立ちます。この研究は、Nature Methods誌に掲載されました。

従来の部分超解像度顕微鏡では、数百、場合によっては数千の画像を連続撮影する必要があり、その後、蛍光の変化を使用して詳細を再構成します。細胞がアクティブな場合、撮影中に構造が動いたり形状が変化したりするため、最終的な画像がぼやけてしまいます。代わりに、SPIFFI は蛍光分子の発光偏光情報を使用します。光学システムは蛍光を、異なる偏光方向に敏感な 4 つのチャネルに分割し、同じ露光から得られた画像を比較して、従来の広視野顕微鏡では表示が困難な空間の詳細を抽出します。

実験では、研究チームは1回の露光で画像解像度を約1.7倍に高め、約160～170ナノメートルの構造を解像することができ、生きた細胞内のミトコンドリアや微小管の動き、細胞構造の融合や分裂などの過程を撮影した。各フレームは独立して超解像度画像を生成できるため、連続したフレームでさらに生細胞の超解像度ビデオを形成できます。

研究者らはまた、SPIFFI 画像を既存の蛍光変動解析手法と組み合わせ、後処理を通じて解像度を約 80 ナノメートルまでさらに向上させました。この値は 1 回の露光によって直接達成されるわけではありません。研究チームは現在、デバイスのサイズを縮小し、それを三次元顕微鏡イメージングと組み合わせることを試みている。関連する光学コンポーネントは既存の蛍光顕微鏡に統合されることが期待されるため、この技術は細胞生物学、神経科学、生物物理学、および創薬の将来の研究に使用される可能性があります。