Новый микроскоп QIScope открывает возможности для изучения живых клеток

Фото из открытых источников

В Германии специалисты из Helmholtz Munich и Технического университета Мюнхена представили инновационный микроскоп QIScope, который позволяет исследовать живые клетки с невиданной ранее детализацией, сообщает портал innovanews.ru. Устройство построено на базе квантовых сенсоров (QIS) и способно фиксировать даже минимальные проявления биолюминесценции, что открывает новые горизонты для биологических исследований.

Традиционные методы визуализации, такие как флуоресцентная микроскопия, требуют интенсивного внешнего освещения, что может негативно сказываться на состоянии клеток и мешать наблюдению за слабыми сигналами. В отличие от них, биолюминесцентные методы более щадящие, однако ранее их применение было ограничено низкой чувствительностью оборудования. Новый микроскоп, разработанный командой под руководством доктора Цзянь Куй, преодолевает эти ограничения благодаря использованию сверхчувствительной камеры на базе QIS, что позволяет получать детальные изображения даже при очень слабом свете.

По словам ведущего автора исследования Руйю Ма, в конструкции QIScope были применены принципы, заимствованные из телескопостроения, что позволило добиться высокой четкости и широкого поля обзора. Разработчики отмечают, что их система превосходит существующие решения по чувствительности, разрешающей способности и площади охвата, а также может работать в сочетании с другими методами визуализации, включая флуоресцентную и фазово-контрастную микроскопию.

В ходе испытаний QIScope продемонстрировал способность фиксировать тончайшие процессы внутри клеток, такие как перемещение везикул или динамика отдельных белков, причем наблюдения могут вестись на протяжении длительного времени без вреда для живых объектов. Доктор Цзянь Куй подчеркивает, что новая технология позволяет исследовать клеточные процессы практически без вмешательства во внутреннюю среду, что особенно важно для долгосрочных экспериментов и изучения редких явлений.

Важным преимуществом QIScope является его экономичность: камеры на базе квантовых сенсоров стоят дешевле традиционных EMCCD-устройств и потребляют меньше электроэнергии. Это делает технологию более доступной для широкого круга лабораторий и исследовательских центров.

Однако, как отмечают ученые, у системы есть и определённые ограничения. QIS-камеры пока уступают специализированным высокоскоростным камерам в фиксации быстрых процессов, таких как передача нервных импульсов. Кроме того, для проведения биолюминесцентных исследований требуется генетическая модификация клеток с введением люциферазы, что ограничивает применение метода в клинической практике.