Share This
Связаться со мной
Крути в низ
Categories
//Ученые программно улучшают разрешение сканирующей атомно-силовой микроскопии

Ученые программно улучшают разрешение сканирующей атомно-силовой микроскопии

18.06.2021Category : My Habr

uchenye programmno uluchshajut razreshenie skanirujushhej atomno silovoj mikroskopii 3904290 - Ученые программно улучшают разрешение сканирующей атомно-силовой микроскопии

Снимок, полученный при помощи АСМ (слева) и рентгеновский снимок (справа)

Ученые медицинского колледжа при Корнеллском университете разработали вычислительную технику, которая повышает разрешение атомно-силового микроскопа (АСМ), предназначенного для определения рельефа поверхности разрешением вплоть до атомарного. Новый метод позволяет получить изображения белков и других биологических структур в нормальных физиологических условиях.

Для изучения белков и других биомолекул с высоким разрешением исследователи долгое время полагались на два метода — рентгеноструктурный анализ и криоэлектронную микроскопию. Хотя с их помощью можно рассмотреть молекулярные структуры вплоть до отдельных атомов, для этого молекулы должны либо быть в твердой кристаллической форме, либо охлаждены до сверхнизких температур, что, возможно, меняет их нормальную структуру. АСМ позволяет анализировать молекулы без необходимости кристаллизации или заморозки, но полученные изображения получаются размытыми и с низким разрешением. Биологические молекулы при этом имеют множество мелких частей, которые шевелятся, еще больше размывая изображения, полученные с помощью АСМ.

Чтобы решить эту проблему, ученые адаптировали концепцию, которая ранее применялась для повышения разрешения световой микроскопии. Четкость изображения светового микроскопа можно повысить, если с его помощью наблюдать две молекулы, флуоресцирующие в разное время. Если расположенные рядом молекулы испускают световые сигналы одновременно, световой микроскоп не может различить их. Однако если заставить соседние молекулы флуоресцировать в разное время, микроскоп может анализировать световые сигналы от каждой молекулы и точно определить их местоположение. 

При помощи этого метода ученым удалось зафиксировать движения отдельных молекул в разные моменты времени и, скомбинировав их, получить картинку в высоком разрешении. Особенность метода заключается в компьютерном алгоритме, который обрабатывает снимки молекул в разное время. Авторы работы подчеркивают, что с его помощью можно обработать полученные ранее изображения и повысить их четкость.

Помимо возможности изучать биологические молекулы в физиологически естественных условиях, новый метод имеет и другие преимущества. Например, рентгеновская кристаллография и криоэлектронная микроскопия полагаются на усреднение данных большого количества молекул, но АСМ может генерировать изображения отдельных молекул. 

«Вместо того, чтобы проводить наблюдения сотен молекул, мы наблюдаем одну молекулу сто раз и создаем изображение с высоким разрешением», — поясняют исследователи.

  • 2 views
  • 0 Comment

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Свежие комментарии

    Рубрики

    About Author 01.

    blank
    Roman Spiridonov

    Моя специальность - Back-end Developer, Software Engineer Python. Мне 39 лет, я работаю в области информационных технологий более 5 лет. Опыт программирования на Python более 3 лет. На Django более 2 лет.

    Categories 05.

    © Speccy 2022 / All rights reserved

    Связаться со мной
    Close