Equipe de pesquisa incluindo a Universidade de Göttingen desenvolve microscópio de fluorescência de alta resolução
Como é realmente o interior de uma célula? No passado, os microscópios padrão eram limitados em quão bem eles poderiam responder a essa pergunta. Agora, pesquisadores das Universidades de Göttingen e Oxford, em colaboração com o University Medical Center Göttingen (UMG), conseguiram desenvolver um microscópio com resoluções melhores do que cinco nanômetros (cinco bilionésimos de um metro). Isso é aproximadamente equivalente à largura de um cabelo dividido em 10.000 fios. Seu novo método foi publicado em Fotônica da Natureza.
Muitas estruturas nas células são tão pequenas que os microscópios padrão só conseguem produzir imagens fragmentadas. Sua resolução só começa em torno de 200 nanômetros. No entanto, as células humanas, por exemplo, contêm uma espécie de andaime de tubos finos que têm apenas cerca de sete nanômetros de largura. A fenda sináptica, ou seja, a distância entre duas células nervosas ou entre uma célula nervosa e uma célula muscular, tem apenas 10 a 50 nanômetros – muito pequena para microscópios convencionais. O novo microscópio, que pesquisadores da Universidade de Göttingen ajudaram a desenvolver, promete informações muito mais ricas. Ele se beneficia de uma resolução melhor do que cinco nanômetros, permitindo capturar até mesmo as menores estruturas celulares. É difícil imaginar algo tão pequeno, mas se comparássemos um nanômetro com um metro, seria o equivalente a comparar o diâmetro de uma avelã com o diâmetro da Terra.
Este tipo de microscópio é conhecido como microscópio de fluorescência. Sua função depende da “microscopia de localização de molécula única”, na qual moléculas fluorescentes individuais em uma amostra são ligadas e desligadas e suas posições individuais são então determinadas com muita precisão. Toda a estrutura da amostra pode então ser modelada a partir das posições dessas moléculas. O processo atual permite resoluções de cerca de 10 a 20 nanômetros. O grupo de pesquisa do professor Jörg Enderlein na Faculdade de Física da Universidade de Göttingen agora conseguiu dobrar essa resolução novamente – com a ajuda de um detector altamente sensível e análise especial de dados. Isso significa que até mesmo os menores detalhes da organização de proteínas na área de conexão entre duas células nervosas podem ser revelados com muita precisão.
“Esta tecnologia recém-desenvolvida é um marco no campo da microscopia de alta resolução. Ela não só oferece resoluções na faixa de nanômetros de um dígito, mas também é particularmente econômica e fácil de usar em comparação a outros métodos”, explica Enderlein. Os cientistas também desenvolveram um pacote de software de código aberto para processamento de dados no curso da publicação de suas descobertas. Isso significa que esse tipo de microscopia estará disponível para uma ampla gama de especialistas no futuro.
Publicação original: Jörg Enderlein et al. “Duplicando a resolução da microscopia de localização de molécula única com tempo de vida de fluorescência com microscopia de varredura de imagem”.Fotônica da Natureza 2024.