Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Fluorescencja w nowym wydaniu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Polscy chemicy opracowali stabilne barwniki, silnie emitujące światło czerwone. Umożliwią one badanie mikroskopem fluorescencyjnym głęboko położonych struktur biologicznych i obserwować choćby przeciwciała lub białka biorące udział w rozwoju chorób uszkadzających mózg.
A jednak świeci
Zaprojektowanie, a następnie zsyntetyzowanie lepszych barwników pozwoli na dalszy rozwój mikroskopii STED (Stimulated Emission Depletion) oraz w przyszłości na jej użycie w diagnostyce medycznej – mówi prof. Daniel Gryko z Instytutu Chemii Organicznej PAN, cytowany w informacji przesłanej przez FNP, która finansowała badania.
Polscy naukowcy, we współpracy z Francuzami i Niemcami, stworzyli nową klasę trwałych znaczników fluorescencyjnych – nowy typ diketopirolopiroli – wykazujących niezwykle intensywną emisję światła czerwonego. Prof. Gryko podkreśla, że czerwone światło jest najlepiej widoczne pod mikroskopem fluorescencyjnym. Dlatego nowe związki organiczne będzie można zastosować jako sondy fluorescencyjne.
Wyniki badań przedstawiono w formie publikacji w czasopiśmie „Angewandte Chemie”. Publikacja ta – jak informuje FNP – zmienia sposób patrzenia na związki, które w swojej strukturze mają dwie grupy nitrowe. Dotychczas sądzono, że grupa nitrowa prawie zawsze tłumi fluorescencję. A jednak diketopirolopirole emitują światło, choć mają taką właśnie strukturę. Badacze wykazali, że przy spełnieniu odpowiednich założeń grupa nitrowa nie wpływa na fluorescencję związku. Jest to istotne, bo często taka grupa podwyższa stabilność znacznika. Odkrycie jest w trakcie patentowania.
Od zakreślaczy po zaawansowaną medycynę
Fluorescencja to zdolność do emitowania światła o określonym kolorze, na skutek wzbudzenia promieniowaniem świetlnym o określonej długości. Związki wykazujące fluorescencję są często wykorzystywane w praktyce - od pisaków, tzw. zakreślaczy po tablety, laptopy, a nawet telewizory z wyświetlaczami zbudowanymi z tzw. OLED-ów, czyli diod na bazie związków organicznych, emitujących światło niebieskie, zielone i czerwone.
Związki cechujące się fluorescencją znalazły też zastosowanie w nowoczesnej biologii molekularnej i diagnostyce medycznej. Wykorzystuje się je do obserwacji – przy pomocy mikroskopów fluorescencyjnych – różnych organelli komórkowych, białek, a także do śledzenia procesów zachodzących w komórkach – mówi prof. Daniel Gryko.
Tłumaczy, że mikroskop fluorescencyjny ma znacznie większą rozdzielczość, niż konwencjonalny mikroskop optyczny, który (z uwagi na falową naturę światła) nie pozwala na obrazowanie struktur mniejszych, niż około 200 nanometrów. Rozdzielczość o kilka rzędów wielkości większą niż mikroskop optyczny ma mikroskop elektronowy, ale można w nim obserwować wyłącznie martwe obiekty, umieszczone w próżni i bombardowane wiązką elektronów. Mikroskop fluorescencyjny pozwala badać żywe organizmy i procesy, jakie w nich naturalnie zachodzą.
Do przeprowadzenia takich obserwacji potrzeba właśnie barwników fluorescencyjnych lub znaczników. Barwniki te muszą przenikać przez błony komórkowe żywych komórek. Dołącza się je do obiektu, który ma być uwidoczniony pod mikroskopem, np. konkretnego białka, i w ten sposób można obserwować np. specyficzne przeciwciała lub białka biorące udział w rozwoju chorób uszkadzających mózg: w chorobie Parkinsona, Alzheimera czy Huntingtona.
Najbardziej zaawansowaną techniką mikroskopii fluorescencyjnej jest mikroskopia typu STED, w której oprócz wiązki światła wzbudzającego, wykorzystuje się dodatkową wiązkę, która wygasza fluorescencję na brzegach wzbudzonego punktu. Dzięki temu uzyskany obraz ma bardzo wysoką rozdzielczość.
Opracowanie mikroskopii fluorescencyjnej typu STED zostało uhonorowane Nagrodą Nobla w 2014 roku. Dzięki niej możliwe stało się precyzyjne badanie m.in. wzajemnych oddziaływań białek w komórkach czy różnicowania się tkanek w rozwoju embrionalnym.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podczas 219. spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego poinformowano, jakiego koloru jest... Droga Mleczna. Jej barwa widziana z Ziemi nie odpowiada rzeczywistemu kolorowi.
Jak poinformowali astronomowie, Droga Mleczna jest... biała, ale ma inny odcień niż możemy zaobserwować. Jej barwa jest taka, jak kolor czystego śniegu godzinę po wschodzie lub godzinę przed zachodem Słońca. Taki właśnie kolor dominuje w naszej galaktyce.
Tego typu informacja nie jest tylko i wyłącznie ciekawostką. Dla astronomów jednym z najważniejszych parametrów jest rzeczywisty kolor galaktyk. Mówi on, ile lat liczą sobie gwiazdy, jak dawno powstały, czy nadal się formują czy też istnieją od miliardów lat - wyjaśnia Jeffrey Newman z University of Pittsburgh.
Określenie koloru Drogi Mlecznej nie było łatwe. Po pierwsze, sami stanowimy jej część, zatem nie możemy obserwować jej z zewnątrz. Po drugie, większość widoku blokuje pył.
Dlatego też Newman i jego student Tim Licquia posłużyli się metodą pośrednią. Znając masę Drogi Mlecznej i tempo formowania się gwiazd, skorzystali ze Sloan Digital Sky Survey, w którym znajdują się dane o milionie galaktyk. Wybrali z nich galaktyki o podobnych charakterystykach do Drogi Mlecznej i uśrednili wyniki. Najlepszy opis koloru, jaki mogę dać, to kolor, który zobaczymy, gdy godzinę po świcie lub godzinę przed zmierzchem będziemy patrzyli na świeży wiosenny śnieg o drobnych ziarnach. Właśnie takie spektrum światła mogą widzieć astronomowie obserwujący z zewnątrz Drogę Mleczną - dodał Newman. Temperatura koloru mieści się pomiędzy tradycyjną żarówką a słońcem w zenicie.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Szympansy prawdopodobnie łączą dźwięki z kolorami. Wysokim dźwiękom przypisują jaśniejsze kolory, a niższym - ciemniejsze. To wskazuje, że nie tylko ludzie doświadczają zjawiska synestezji.
Vera Ludwig z Charité - Universitätsmedizin Berlin, która prowadziła badania, mówi, że niemal wszyscy ludzie łączą wysokie tony z jasnymi kolorami, a niskie z ciemnymi. Zdaniem uczonej zdolność do takich wyobrażeń jest łagodną formą synestezji.
Ludwig chciała się dowiedzieć, czy ludzie uczą się takiego a nie innego przyporządkowania dźwięków barwom od innych ludzi czy też jest to zdolność wrodzona. Dlatego rozpoczęła badania na szympansach.
Wraz z kolegami z Kyoto University badała 6 szympansów w wieku 8-32 lat. Zwierzętom pokazano czarne oraz białe kwadraty na ekranie komputera i nauczono je, że jeśli wybiorą kwadrat takiego koloru, jak kwadrat wzorcowy, otrzymają nagrodę. Podczas eksperymentów małpy słyszały też wysokie i niskie dźwięki. Okazało się, że gdy odgrywano wysoki ton wtedy, gdy należało wybrać biały kwadrat, a niski gdy prawidłowym wyborem był czarny, odsetek prawidłowych wyborów wynosił 93%. Gdy natomiast białemu kwadratowi przyporządkowano niskie dźwięki, a czarnemu wysokie, odsetek ten spadł do około 90%. Wyniki uzyskane przez małpy porównano z wynikami grupy 33 ludzi. Homo sapiens zrobili jednak zbyt mało błędów, by można było wykazać wpływ dźwięku na wybór, jednak uczeni zauważyli, że gdy przy kolorach odgrywano właściwe dźwięki, ludzie szybciej dokonywali wyboru.
Na podstawie eksperymentu Ludwig wnioskuje, że język nie jest potrzebny do odczuwania synestezji i sądzi, że zdolność tę dziedziczymy po wspólnym przodku.
Inni naukowcy ostrożnie podchodzą do badań Ludwig. Edwart Hubbard z Vanderbilt University przypomina, że u ludzi synestezja dotyczy też słów, cyfr i innych zjawisk. Przyznaje jednak, że badania są interesujące i mogą wskazywać na istnienie pewnych rodzajów synestezji u innych gatunków.
Z kolei Danko Nikolic z Instytut Maksa Plancka wątpi, czy badania wykazały istnienie synestezji u małp, zwracając uwagę, że zbyt wiele zjawisk jest określanych mianem synestezji.
Sama Ludwig przyznaje, że udowodnienie istnienia synestezji u zwierząt jest bardzo trudną sprawą, gdyż u samych ludzi występuje ona bardzo rzadko i jest niezwykle subiektywnym zjawiskiem.
Tymczasem jej japońscy współpracownicy szukają innych jej przykładów u szympansów. Przypominają, że np. ludzie kojarzą duże przedmioty z niskimi dźwiękami.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Jak zmierzyć temperaturę wewnątrz komórek, które są tak małe, że na główce szpilki zmieściłoby się ich aż 60 tysięcy? Zastosować nanotermometry w postaci kropek kwantowych.
Haw Yang z Princeton University i Liwei Lin z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley opowiedzieli o swoich osiągnięciach na konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego. Zastosowaliśmy nanotermometry. Są to kropki kwantowe, czyli półprzewodnikowe kryształy wystarczająco małe, by dostać się do pojedynczej komórki, gdzie zmieniają barwę pod wpływem zmiany temperatury. Wykorzystaliśmy kropki kwantowe kadmu i selenu, które emitują odpowiadające temperaturze światło o różnym kolorze (fale o różnej długości). Dzięki naszym przyrządom odnotowujemy zmiany barw – wyjaśnia Yang.
Naukowcy podkreślają, że o tym, co dzieje się we wnętrzu komórek, wiemy zadziwiająco mało. Tymczasem kiedy ktoś myśli o chemii, temperatura jest jednym z najważniejszych czynników fizycznych, które mogą się zmienić pod wpływem reakcji chemicznej. Panowie postanowili uzupełnić luki w wiedzy i zmierzyć temperaturę życia (i śmierci).
Specjaliści od jakiegoś już czasu podejrzewali, że temperatura wewnątrz komórek jest zmienna. Powodów należy upatrywać choćby w przebiegających nieustannie reakcjach biochemicznych. W wyniku części z nich powstają energia i ciepło. Ponieważ niektóre komórki są bardziej aktywne od innych, niezużyta energia jest rozpraszana jako ciepło. Gorętsze bywają także pewne rejony komórek. Yang i Lin wskazują na okolice w pobliżu centrów energetycznych – mitochondriów.
Amerykanie zorientowali się, że tak właśnie jest, wprowadzając kropki kwantowe do hodowanych w laboratorium mysich komórek. Między poszczególnymi częściami komórek odkryli różnice rzędu kilku stopni Fahrenheita: niektóre były chłodniejsze, a niektóre cieplejsze od reszty. Na razie pomiary dokonywane za pomocą nanotermometrów nie są na tyle dokładne, by podać konkretne wartości liczbowe.
Yang tłumaczy, że zmiany temperatury komórek wpływają na cały organizm, np. na stan zdrowia. Wzrost temperatury wewnątrz komórki może przecież oddziaływać na funkcjonowanie DNA, a więc genów, a także różnego rodzaju białek. Przy zbyt wysokich temperaturach niektóre proteiny ulegają denaturacji. Biolog z Princeton University podejrzewa nawet, że komórki wykorzystują zmiany temperatury do komunikacji.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Georgia Tech i Emory University opracowali nową rodzinę kontrastów do obrazowania, które wnikają do komórek bakteryjnych, podszywając się pod glukozę. Czynniki te, nazywane bazującymi na maltodekstrynie sondami do obrazowania (ang. maltodextrin-based imaging probes), pozwalają odróżnić infekcje bakteryjne od innych chorób zapalnych.
Te kontrasty zaspokajają zapotrzebowanie na sondy zapewniające dokładny obraz niewielkiej liczby bakterii w warunkach in vivo, a także na produkty pozwalające odróżnić infekcje od innych patologii, np. nowotworu – podkreśla prof. Niren Murthy. Wyniki studium sfinansowanego m.in. przez Narodowe Instytuty Zdrowia ukazały się w piśmie Nature Materials.
Większość istniejących sond do obrazowania dociera do bakteryjnej ściany komórkowej i nie może wniknąć do środka, jednak kontrasty oparte na maltodekstrynie są traktowane przez mikroorganizmy jak pokarm, dzięki czemu mogą osiągać wysokie stężenia wewnątrz bakterii.
Kontrasty nowego typu uzyskuje się, łącząc barwnik z maltoheksaozą, która stanowi główne źródło glukozy dla bakterii. Czynnik kontrastowy trafia do bakterii za pośrednictwem transportera maltodekstryny (występuje on w komórkach bakteryjnych, lecz nie ssaczych). Zgodnie z naszą wiedzą, to pierwszy pokaz metody dostarczania milimolowych stężeń substancji obrazujących do bakterii. Podczas eksperymentów prowadzonych na szczurach naukowcy odkryli, że kontrast gromadził się w zakażonych bakteriami tkankach i był skutecznie usuwany z tkanek zdrowych. Pomiędzy zainfekowanymi i niezainfekowanymi tkankami zaobserwowano 42-krotną różnicę w intensywności fluorescencji. Co ważne, kontrast nie gromadził się w bakteriach tworzących prawidłową mikroflorę jelit. Nowy kontrast mógł wykryć milion żywych komórek bakteryjnych, podczas gdy obecnie wykorzystywane czynniki wymagają występowania przynajmniej 100 mln bakterii. W innym eksperymencie Murthy i inni stwierdzili, że sonda z dużą specyficznością odróżnia zakażenia bakteryjne od stanów zapalnych o innym podłożu. Okazało się bowiem, że tkanki zainfekowane E. coli świeciły 17-krotnie silniej od tkanek objętych stanem zapalnym, które nie zawierały bakterii. Amerykanie udowodnili również, że zarówno bakterie Gram-dodatnie, jak i Gram-ujemne pobierają kontrast oparty na maltodekstrynie o 3 rzędy wielkości szybciej od komórek ssaczych.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.