globe

Визуализация исследований клетки с помощью
флуоресцентной USB-микроскопии

 

Dino-Lite помогает исследователям в формировании изображений

Исследования опасных для жизни заболеваний имеют большую важность. Маленькая полосатая рыбка чудесным образом может играть важную роль благодаря специальной световой микроскопии. Профессор Юнг-Дзен Чжуан (47) из Тайваня проводит исследования над данио-рерио с использованием флуоресцентных микроскопов Dino-Lite.

В Национальном университете Цинь Хуа в Синьчжу (Тайвань) профессор Юнг-Дзен Чжуан руководит лабораторией сосудистой биологии. Сосудистая биология изучает нашу кровеносную систему во всех ее формах от аорты до мельчайших капилляров в головном мозге. Профессор Юнг-Дзен Чжуан и его группа особенно интересуются молекулярными и клеточными процессами, которые возникают при образовании новых кровеносных сосудов из уже существующих (этот процесс называется развитием кровеносных сосудов). Группа также изучает, как происходит восстановление тканей после поражения таких жизненно важных органов, как сердце и головной мозг, и исследует, какие реакции влияют на циркуляцию крови в опухоли. Кроме того, исследования включают функциональную геномику, которая направлена на идентификацию конкретных генов, работающих интенсивнее всего, например для ускорения регенерации. Очевидно, что профессор Юнг-Дзен Чжуан возглавляет группу, состоящую из большого числа исследователей и использующую в работе еще большее количество рыбок данио-рерио и флуоресцентных микроскопов Dino-Lite.

Возбуждение и излучение

Dino-Lite имеет различные флуоресцентные микроскопы, используемые профессором Юнг-Дзен Чжуаном в своих исследованиях. Во флуоресцентной микроскопии применяются флуоресцентные красители, которые испускают свет при облучении светом с меньшей длиной волны. Данный свет (например, синий) называется светом возбуждения. Фосфор преобразует этот свет с малой длиной волны в свет с большей длиной волны, например зеленый или красный. Этот излучаемый свет называется светом излучения. Флуоресцентные микроскопы Dino-Lite имеют так называемый фильтр возбуждения, который ограничивает исходящий свет определенной длиной волны (выраженной в нанометрах). Точно так же свет излучения проходит через встроенный фильтр излучения, который удаляет длину волны возбуждения из светового пучка, и изображение состоит только из света излучения. Таким образом, профессор Юнг-Дзен Чжуан может видеть, что происходит в живом организме, в реальном времени. Одним из видов животных, которых он использует для этой цели, является данио-рерио. С 90-х годов прошлого века многие ученые используют данио-рерио (научное название Danio rerio) в качестве организма-модели. Геном (общая генетическая информация в клетке) данио-рерио очень похож на геном человека. Кроме того, эмбрионы данио-рерио являются прозрачными, что делает возможным изучение различных процессов (например, развития кровеносных сосудов) с использованием флуоресцентной микроскопии. Данио-рерио не является флуоресцентной от природы, так как ученым удалось заставить эту рыбку светиться?

GFP, BFP, CFP, YFP и CherryFP

Это стало возможным после того, как Нобелевский лауреат Осаму Симомура обнаружил, что глубоководная медуза Aequoria является флуоресцентной от природы и обязана этим своим свойством протеину, называемому зеленым флуоресцентным протеином (GFP). Этот протеин можно сравнить с маяком, который осветил биологические исследования. В 1994 г. ученым удалось перенести данный ген в клетки высших организмов с помощью трансфекции — метода помещения в клетку инородной ДНК. Теперь стало возможным выделять каждую клетку цветом с использованием флуоресцентной микроскопии, что явилось настоящей революцией в биологии клетки. Однако ученые пошли еще дальше. Вызывая мутации в гене GFP, им удалось изменять цвет флуоресценции. Теперь это не только зеленый (GFP), но и синий (BFP), голубой (CFP), желтый (YFP) и красный (CherryFP). Спектры возбуждения и излучения этих вариантов различаются, поэтому были созданы разные модели Dino-Lite для наблюдения разных цветов. Большинство флуоресцентных микроскопов имеют традиционный фильтр излучения, в то время как Dino-Lite использует фильтры верхних частот, которые обеспечивают улучшенную визуализацию и повышенную чувствительность в более широком спектре флуоресценции.

Исследования заболеваний

Цветовые варианты GFP дали исследователям возможность, например, заставлять артерии излучать зеленый свет, иммуноциты — красный, а бактерии — синий. Таким образом, исследователь может следить за возникновением и развитием заболевания, например рака. Для исследования поведения типа рака клетки человеческого рака, помеченные флуоресценцией, имплантируются в эмбрионы данио-рерио. Это делает возможным отслеживать все стадии развития рака и позволяет проводить исследования генов и веществ, участвующих в развитии рака и замедлении роста опухолевых клеток. Группа профессора Юнг-Дзен Чжуана, очевидно, является не единственной группой, проводящей исследования данного типа. Тысячи исследователей во всем мире работают с данио-рерио и флуоресцентной микроскопией для изучения различных заболеваний, например болезни Паркинсона, рассеянного склероза и острого лимфолейкоза, в надежде найти решения. Во многих случаях Dino-Lite буквально помогает исследователям формировать четкую картину заболевания и процессов излечения, происходящих в организме. С этими знаниями могут разрабатываться лекарства для замедления, лечения и даже предотвращения таких заболеваний, как рак.

Приемлемая цена

Профессор Юнг-Дзен Чжуан сотрудничал с Dino-Lite над разработкой флуоресцентных цифровых микроскопов: «Я доволен тем, что флуоресцентные микроскопы Dino-Lite имеют хорошее качество и являются приемлемыми по цене. Кроме того, они просты в эксплуатации. Таким образом, мы можем привлекать больше исследователей после минимального обучения, а также используем различные комплекты изделий Dino-Lite для образовательных целей. Изображения легко показывать на портативном компьютере, и мы можем сохранять видео и фотографии для лучшего изучения изменений в ткани». В настоящее время Юнг-Дзен Чжуан добился наибольшего успеха в изучении взаимодействия между хозяином паразита (например, человеком) и патогенным грибом, например Candida albicans.

 

Какие модели Dino-Lite использует профессор Юнг-Дзен Чжуан?

В своей лаборатории на Тайване профессор Юнг-Дзен Чжуан использует три типа флуоресцентных микроскопов и один обычный микроскоп Dino-Lite. Флуоресцентные микроскопы Dino-Lite являются самыми маленькими флуоресцентными микроскопами в мире. Пользователь может переключаться с цветных светодиодов на встроенный белый светодиод, что удобно для фокусировки и поиска объекта.

Dino-Lite AM4115T-GFBW
Dino-Lite AM4115T-GFBW представляет собой флуоресцентный микроскоп, оснащенный синими светодиодами. Фильтр излучения с длиной волны 510 нанометров обеспечивает отображение зеленого флуоресцентного протеина (GFP).

Dino-Lite AM4115T-RFYW
В микроскопе Dino-Lite AM4115T-RFYW используются желтые светодиоды и фильтр излучения 610 нм. Данный микроскоп очень полезен в биологии развития, патологии и анатомии.

Dino-Lite AM4115T-YFGW
В микроскопе Dino-Lite AM4115T-YFGW для возбуждения используются зеленые светодиоды. Фильтр излучения данного флуоресцентного микроскопа с длиной волны 570 нм обеспечивает отображение флуоресценции от оранжевой до красной, например RFP (красного флуоресцентного протеина).

Dino-Lite AM4113ZT
AM4113ZT не является флуоресцентным микроскопом, но также используется в лаборатории профессора Юнг-Дзен Чжуана. Это одна из самых продаваемых моделей Dino-Lite. Данный USB-микроскоп снабжен вращающимся поляризационным фильтром, что упрощает исследования блестящих объектов, поскольку мешающие отражения существенно уменьшены.