徠卡顯微鏡：看著活細胞內分子運動
新開發的RICS STED顯微鏡檢查法記錄在現場樣品分子的快速運動。卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的研究人員通過光柵圖像相關光譜（RICS）的受激發射損耗熒光顯微鏡結合，開辟了新的應用在醫學研究中，如細胞膜的動態分析在高蛋白質濃度。
新的方法來測量活體標本的快速分子變動
如何單個生物分子在活細胞，組織或生物體的移動？生物分子如何互動？要回答這些問題，在分子水平上更好地理解生命的過程。受激發射損耗熒光顯微鏡可以追求具有高時空分辨率的現場樣品中生物分子的運動和相互作用。為了這個目的，要研究的結構，有選擇地使用熒光染料標記。然后，隨時間的變化可以進行錄像。然而，對圖像序列是相當緩慢的，例如，快速的分子運動不能被直接記錄，可。現在一組KIT各地的研究人員教授格爾德烏爾里希Nienhaus應用物理研究所（APH）和中心功能納米結構（CFN）提出了一種新的方法，在現場樣品測量這種快速的分子運動，在自然通訊雜志。
量化分子動力學
新方法結合了兩種類型的顯微鏡。使用共聚焦掃描顯微鏡，熒光圖像的記錄，可逐點以固定時間間隔。因此，圖像中包含一個隱式的時間結構。光柵圖像相關光譜法（RICS）的幫助下，這些信息可以被使用，在活細胞或組織樣品中的生物分子，如蛋白質，以確定動態。然而，蛋白質濃度往往過高，申請英國皇家特許測量師學會，連同傳統的顯微鏡。出于這個原因，KIT的研究人員結合的RICS方法與STED顯微鏡（受激發射損耗顯微鏡）。當使用受激發射損耗，光點掃描的熒光圖像，可以大大減少。該方法已被成功地用于在成像的細胞中達到的*大分辨率。甲STED顯微鏡的熒光顯微鏡，其分辨率并不限于由阿貝限制。
通過光柵圖像相關光譜STED顯微鏡結合，KIT研究人員現在已經成功地在生物結構的基礎上記錄的光柵圖像量化分子動力學。“這意味著，受激發射損耗RICS的方法可用于從任何熒光圖像獲得高度分辨的地圖當場掃描的區域標記的分子的數量和可移動性，格爾德烏爾里希Nienhaus解釋。
圖 1：的STED RICS顯微鏡掃描光斑熒光細胞膜，因此，圖像記錄（禮貌由Hedde PN / KIT）。
的STED RICS的方法開辟了生命科學的新的測量應用。的一個主要應用是細胞膜的動態研究。嵌入在膜中大量的受體蛋白。通過與外部對接的配體分子的相互作用，外部信號傳輸到細胞內。隨著STED英國皇家特許測量師學會的幫助下，研究人員現在可以精確地確定和定量脂類和受體雙方的動作。了解這些過程是至關重要的醫學和醫藥研究。許多藥用物質基礎上影響這些相互作用。“關于的每一秒藥物影響G-蛋白偶聯受體的信號轉導，一個重要的子類，”教授Nienhaus解釋。
教授Nienhaus工作組由物理學家，化學家和生物學家。跨學科的合作是必不可少的，涵蓋所有方面，在開發新的生物物理基礎研究的顯微儀器和方法。當應用程序得到解決，其他KIT研究人員加入我們的團隊，并貢獻他們的知識的分子過程。在的STED RICS方法的情況下，團隊一起科學家從毒理學和遺傳學研究所（ITG）和動物研究所細胞與發育生物學部。