Nový mikroskop zpozoruje dosud neviditelné detaily v buňkách

Výzkumnému týmu Mariany Manuely Amaro z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR se povedlo společně s vědci z Vídně a Leidenu získat prestižní grant z programu Horizon 2020 ve výši bezmála čtyř milionů eur. Peníze umožní vývoj nové hybridní zobrazovací techniky. Jejím prostřednictvím půjdou pozorovat například detaily buněčných membrán nebo zkoumat vlastnosti bílkovin – a to bez poškození vzorků.

Peníze z grantu Horizon 2020, který je financován Evropskou unií, poslouží na konstrukci tzv. ONEM mikroskopu. Ten dokáže pozorovat vzorky ve vodných prostředích, což je vzhledem k všudypřítomnosti vody v živých organismech důležité jak pro vědecké, tak klinické aplikace. „Nový mikroskop by měl dosáhnout rozlišení tří nanometrů, tedy tří miliontin milimetru, a to při vysokých frekvencích snímání v rozlišení několika milisekund po delší dobu, navíc bez poškození vzorku. Umožní rovněž zkoumání široké škály elektrochemických jevů, jakými jsou koroze, transport hmoty v bateriích a přepínání tekutých krystalů,“ popisuje Mariana Manuela Amaro.

Vedoucí výzkumného týmu Mariana Manuela Amaro

Technologie podle ní najde uplatnění také v oblasti membránové biologie, při studiu vlastností bílkovin nebo tvorby pórů, které jsou stále mimo dosah současných zobrazovacích technik.

Přesný název technologie zní „optická elektronová mikroskopie blízkého pole“ (optical near-field electron microscopy – ONEM). Funguje na základě pozorování skrze vzorek světla a elektronové mikroskopie. „Je to zcela nový přístup, který využívá to nejlepší z obou světů. Věříme, že náš přístup vyústí ve vývoj unikátní techniky, jež umožní sledovat biologické systémy ve vysokém detailu,“ říká Mariana Manuela Amaro.

 
Mikroskop ONEM zobrazí detaily organizace molekul v buněčných membránách.

Její kolega Radek Šachl se těší, že díky přístroji vědci lépe pochopí rozmanité biologické procesy, které se odehrávají v blízkosti buněčných membrán. Zapojí se i výzkumníci oddělení nízkodimenzionálních systémů pod vedením Martina Kalbáče. Společně budou pracovat na vývoji speciálních povrchů nutných pro nanášení biologických vzorků do ONEM mikroskopu, designu a vývoji specifických částí mikroskopu a jeho nasazení v biologických oborech.

Vědci předpokládají, že ONEM se může uplatnit v plasmonice, například při vylepšení biooptických senzorů. Usnadní tak návrh a konstrukci měřicích zařízení, která budou stále důležitějším nástrojem jak ve vědeckých, tak v klinických aplikacích. Technologie poskytne stále vyhledávanější molekulární pohled na proteiny, a bude tak mít velký potenciál využití v biologii a medicíně. Vědci budou v rámci vývoje nové dokonalejší zobrazovací techniky úzce spolupracovat také s průmyslovými partnery, s cílem umožnit komerční využití této přelomové technologie.

Připravil: Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV
Foto: Shutterstock; Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR

Přečtěte si také

• Nový vodíkový elektrolyzér ukládá energii z obnovitelných zdrojů
• Chemičkou jsem se chtěla stát už od čtrnácti let, říká Adéla Šimková
• Vědci vyvinuli novou kontrastní látku, která pomůže včas odhalit skryté nemoci
• Rostliny v sobě mají neuvěřitelné chemické bohatství, říká Tomáš Pluskal
• Krotitelé molekul: vědci objevili, jak zvýšit kapacitu molekulárních čipů
• Od vynálezu k praxi. Firma vyzkouší metodu jednodušší výroby metanolu
• Badatelé představili 3D materiály pro rekonstrukční a plastickou chirurgii
• Proč se Země a Venuše vyvinuly odlišně? Napoví mise, jíž se účastní i Češi
• Nová zobrazovací metoda pomůže rychleji identifikovat například rakovinné tkáně
• AMULET se zaměří na vývoj multiškálových materiálů, získal téměř půl miliardy