Ученые из Медицинского центра Колумбийского университета разработали и изготовили опытный образец микроскопа нового типа SCAPE (Swept Confocally Aligned Planar Excitation Microscopy), для работы которого не требуется никакой специальной подготовки снимаемых образцов. Кроме этого, новый SCAPE-микроскоп способен производить трехмерную съемку живых объектов, свободно перемещающихся в окружающей среде, при этом скорость съемки в 10–100 раз превышает скорость съемки при помощи лучших образцов лазерных растровых (сканирующих) микроскопов.

В основе конструкции микроскопа SCAPE лежит модернизированная технология оптическо-плоскостной микроскопии. Но в отличие от других устройств, использующих подобную технологию, реализуемую при помощи перемещаемого тяжелого объектива с двумя линзами, SCAPE-микроскоп использует легкий объектив с одной линзой, способный охватывать (сканировать) всю область съемки с большой скоростью.

Благодаря этому,

при работе SCAPE-микроскоп не требуется постоянной фокусировки объектива на объекте съемки и фиксации этого объекта в неподвижном состоянии.

Рис. 1.

«Такая реализация делает микроскоп SCAPE очень простым, быстрым и весьма недорогим» рассказывает профессор Элизабет Хиллмен (Elizabeth Hillman), – «С небольшими дополнениями такой микроскоп сможет обеспечить быстродействующую трехмерную съемку процессов клеточной деятельности внутри образцов живых существ различных видов».

При помощи опытного образца SCAPE-микроскоп колумбийские ученые получили ряд снимков, включая снимки малька рыбы-зебры, который из-за его небольших размеров попадал полностью в область съемки микроскопа. Съемка свободно двигающихся существ, производимая с высокой скоростью и разрешающей способностью, позволяет отслеживать всю клеточную структуру, функции и деятельность отдельных клеток в режиме реального времени.

Рис. 2.

SCAPE-микроскопы также могут использоваться для съемки деятельности отдельных нейронов в момент интенсивной мозговой деятельности. Правда, для этого требуется произвести некоторые генные модификации живого организма, благодаря которым в клетках появятся флуоресцентные белки. Единственным недостатком существующего SCAPE-микроскопа является не очень большая глубина его проникновения в живые ткани, к примеру, метод двухфотонной микроскопии обеспечивает гораздо большую глубину съемки. Тем не менее, имеющейся глубины хватило ученым для того, чтобы произвести съемку работы нейронов, «стреляющих» сигналами, распространяющимися по сложнейшей древовидной структуре в верхних слоях мозга подопытного животного.

В настоящее время группа профессора Хиллмен уже ведет работы по созданию SCAPE-микроскопа следующего поколения, который сможет обеспечить еще большую скорость съемки, разрешающую способность, глубину проникновения и высокую чувствительность. И эти новые микроскопы, обладающие столь впечатляющими характеристиками, могут быть использованы для проведения трехмерной микроэндоскопии и других исследований в клинических условиях.

=================

=================