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新发明外接稳定器,全自动升级超精准分子显微镜

2020-12-16 未解之谜网

室内人员的走动、外面汽车驶过造成的细微震动,都会影响实验室内显微镜观察分子的精确度。科学家新发明了一套简易的外接设备,加载在显微镜上,可以长时间“稳住”观察样品,显着改善显微镜的精准度。

实验室 人员在观察微观下单个分子、进行成像的过程中,环境内任何细微的移动都会降低观测的分辨率。研究人员称其为“漂移”(drift)误差。

“达到20~30纳米的超分辨率荧光显微镜技术获得了诺贝尔文学奖,但是要再提升精确度,却受限于漂移误差。”这套新设备的发明者之一澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)医学院的单分子学教授高斯(Katharina Gaus)说,“对一个样品成像所需的时间越长,漂移(产生的影响)越大。最主要的漂移震动来自人流的走动、建筑外面车辆的行驶。”

高斯解释说,对分子的成像无法一下子完成,因此一旦样品出现细微的移动,实验后期拍下照片的位置已经和开始的时候所在的位置出现偏差,带来人为的误差。

他们发明的这套系统,给显微镜加上一个感应器,随时感应即使非常细微的移动并反馈给软件系统,软件系统随时调整,将光线的位置返回到和原始位置差距不到1纳米的范围内。这就相当于把样品在三维空间内随时维持在没有出现移动的状态,供显微镜完成成像的过程。

研究人员最近把加装这套系统完整的一套操作指导发表在《自然-实验室指南》(Nature Protocols)上供同行使用。

项目负责人科埃略(Simao Pereira Coelho)说,很多显微镜都能加装这套系统,包括标准显微镜或是经过客制化改装版本的,以及商用级别的显微镜。

研究人员表示,即使没有经过专业光学仪器操作培训的人员,按照这套操作指南都能够完成显微镜升级,接上所需的硬件,再配合软件设置即可完成。

“我们的成像可以不再受时间的限制,在不会降低数据质量的情况下从一个样品获得尽可能多的信息。这套系统不仅提高实验的精确度,而且提出了一个全自动升级操作的新思路。”高斯说。

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