Forskere har det første 3D-billede af livets processer i væske

En ny flydende celleteknologi gør det muligt for forskere at se levende biologiske materialer og systemer i tre dimensioner under et elektronmikroskop, ifølge forskere ved Penn State, Virginia Tech og Protochips Inc.

"Med denne teknologi, som vi udviklede i samarbejde med Protochips, forskere kunne analysere vært-patogen-interaktioner, se en virus blive introduceret i en celle og se molekylære mekanismer finde sted i realtid, " siger Deb Kelly, professor i biomedicinsk teknik. "Værket repræsenterer verdens første nanoskala CAT-scanning i et flydende miljø."

I en forsideartikel, der vises i Nano bogstaver , Kelly og kolleger rapporterer om ny indsigt i bakteriofag- og værtsbakterieinteraktioner, der i fremtiden kan føre til metoder til at dræbe antibiotika-resistente bakterier. Deres billeder afslørede strukturelle træk ved bakteriofagen, som tidligere ikke var godt forstået.

Området med flydende-celle elektronmikroskopi er vokset hurtigt i de seneste år, men indtil nu har det været begrænset til 2-D. I tomografi, udsnit af en prøve afbildes, mens prøven vippes. Derefter, billederne stables i 3D ved hjælp af computersoftware.

"Vi bruger et kobbergitter, der er belagt med et kulstoflag og dækker det med en siliciumnitrid-chip, " siger hovedforfatter William Dearnaley, der er teknisk direktør i Kelly's Center for Structural Oncology. "Der er et vindue i chippen, og vi pipetterer væskeprøven ind mellem de to lag."

Dette chipdesign passer ind i enhver type mikroskopholder, så den kan tilpasses universelt til ethvert materiale. Forskerne forventer, at teknikken vil blive bredt anvendt i både biovidenskab og materialevidenskab, for eksempel i batteriforskning eller for at se på defekter, der får byggematerialer til at svigte.

"Til sidst, vi ønsker at se lægemidler rettet mod kræftceller, " siger Kelly.