Hvordan photoblueing forstyrrer mikroskopi

Den seneste udvikling inden for fluorescensmikroskopi gør det muligt at afbilde individuelle molekyler i celler eller molekylære komplekser med en rumlig opløsning på op til 20 nanometer. Imidlertid, under visse omstændigheder, der opstår en effekt, som forfalsker resultaterne:det anvendte laserlys kan forårsage, at der dannes meget reaktive oxygenmolekyler i prøven. Disse kan så beskadige de anvendte fluorescerende farvestoffer i en sådan grad, at de ikke længere fluorescerer. Blandt mikroskopieksperter, denne effekt er kendt som fotoblegning.

Imidlertid, forskellige fluorescerende farvestoffer kan også omdannes ved fotoblegning, så de absorberer lys med kortere bølgelængder. "Et tidligere rødt fluorescerende farvestof lyser derefter grønt. Dets fluorescens er blevet forskudt mod det blå område på bølgelængdeskalaen. Det er derfor, denne effekt kaldes photoblueing, " forklarer professor Markus Sauer, en ekspert i superopløsningsmikroskopi fra Biocentret Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) i Bayern, Tyskland.

Første nøjagtige beskrivelse af photoblueing

Sauers team præsenterer nu den nøjagtige molekylære mekanisme for fotoblåning for cyaninfarvestoffer som Cy5 for første gang i journalen Naturens metoder . Dr. Martin Schnermann fra Center for Cancer Research i Frederick (USA) er også involveret i udgivelsen.

"Fordi vi forstod mekanismen så præcist, vi var i stand til at forhindre photoblueing ved hjælp af simple tilsætningsstoffer såsom vitamin C eller at øge det ved at tilføje en slags katalysator, siger Markus Sauer.

Det kan være ret vigtigt at forhindre photoblueing. Selvom effekten kun kan påvirke nogle få procent af det anvendte farvestof, det kan ikke desto mindre føre til fejl eller fejlfortolkninger af mikroskopi, for eksempel i energioverførselsforsøg (FRET). Dette skyldes, at de omdannede farvestoffer påvises med samme høje følsomhed som udgangsprodukterne.

Simple buffere forhindrer photoblueing

"Vores resultater viser, hvilke farvestoffer der er påvirket, og hvordan fotoblåning kan forhindres ved simple buffertilsætninger, Sauer siger, vedrørende indholdet af Naturens metoder papir. "Men de viser også, hvordan photoblueing med fordel kan bruges til fluorescensbilleddannelse og til sporing af enkeltstående, specifikt omdannede farvestofmolekyler."

Det er præcis, hvad Sauers team planlægger at tage fat på næste gang:Photoblueing skal videreudvikles til, blandt andet, den målrettede sporing af individuelle bakterielle og virale partikler i infektionsprocesser. Arbejdet beskrevet her er finansieret af den tyske forskningsfond DFG.