2013年3月26日星期二

“內在美”更令人著迷 顯微鏡下的美麗世界

“內在美”更令人著迷 顯微鏡下的美麗世界

 美國哈佛大學的吉恩•裡維特使用共焦顯顯微鏡微技術,拍攝了放大鏡一只基因工程小鼠的腦干組織切片。由於經過基因改造,小鼠的每個神經細胞都呈現出不同的顏色。給神經元賦予不同的顏色,科學家就能觀察到單個軸突在復雜的腦神經網絡中的走向。

  目前,光學顯微技術正在經歷一場前所未有的變革。科學家使用新型熒光標記物和最新基因工程技術對組織樣本進行改造,讓顯微鏡中的組織樣本變得五彩斑斕,打開了通往“發現”的大門。榮獲2007年奧林巴斯生物數字成像大賽一等獎的圖片,是研究人員采用一種全新技術——“腦虹”技術拍攝的。通過這種技術,小鼠腦部的各個神經元呈現出各種色彩,清晰可辨,讓我們可以在錯綜復雜的神經網絡中跟蹤分析特定軸突,也可以繪制完整的神經網絡圖譜——對於老式成像技術來說,這是不可能完成的任務。

  顯微鏡的精度也在提高。我們可以在某個特殊蛋白質上做標記,然後利用顯微鏡跟蹤觀察它在組織裡的活動路線;細胞望遠鏡分裂、分化過程中的每個細節,同樣可以一覽無余。研究人員能在強光下快速抓拍,捕捉細胞或組織內的瞬時事件,也能在弱光下觀察細胞內的精細生命過程。隨著顯微技術的創新發展,圖像采集速度與分辨率之間的矛盾將逐步得到解決。

  目前,一些顯微技術甚至能觀察最細微的生物結構,這些技術的廣泛應用,為我們了解生命的本質奠定了堅實的基礎。

  因為所在空間狹小且不易分離,內耳結構極難觀天文望遠鏡察。美國北卡羅來納大學惠明頓分校的索尼婭•派奧特拍攝到了小鼠內耳毛細胞(最左邊),這些細胞可將機械聲波轉換成電脈衝信號。圖中,毛細胞為綠色,與毛細胞有突觸聯系的細胞為金相顯微鏡紅色,藍色的則是細胞核(共焦顯微技術)。

  美國華盛頓大學的格倫•麥克唐納德采用相似的染色方法,拍攝到一只小鼠內耳的組織結構圖(共焦顯微技術)。


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