Obrazy w skali nano do rozpoznawania chorób
Obrazowanie wnętrza komórek w dużej rozdzielczości pomoże lekarzom lepiej wyjaśnić wpływ niektórych procesów biologicznych na zdrowie. Bieżące technologie obrazowania mają jednak ograniczenia. Na przykład nie umożliwiają wykrywania zbitek białek w mózgu, które prowadzą do choroby Alzheimera, ani nie można ich stosować do rozpoznawania raka płuc. Naukowcy z finansowanego przez UE projektu LANIR (Label free nanoscopy using infra red) zaproponowali stworzenie technologii mikroskopowej o rozdzielczości w skali nano (umożliwiającej rozpoznawanie cząstek do jednej miliardowej metra). Mikroskopia w podczerwieni (IR) stanowi połączenie spektrometrii IR z mikroskopią pozwalające identyfikować związki chemiczne i ich rozmieszczenie w próbce tkankowej. Umożliwia to naukowcom obrazowanie procesów biologicznych i chemicznych w czasie rzeczywistym oraz z wysoką precyzją i rozdzielczością. Obecnie dostępne na rynku mikroskopy laboratoryjne IR mają w najlepszym razie rozdzielczość z przedziału 50 do 100 μm. Oznacza to, że narzędzie umożliwia rozróżnienie między dwoma punktami w przestrzeni znajdującymi się na odległość grubości ludzkiego włosa. Projekt LANIR umożliwił przełom technologiczny w postaci nanoskopu IR o rozdzielczości lateralnej 70 nm (0,07 μm). Oznacza to, że można wykryć dwa punkty znajdujące się obok siebie w odległości równej wielkości typowej cząstki wirusa. Ponadto uzyskuje się obrazy 3D w rozdzielczości 500 nm, co dotychczas nie było możliwe w mikroskopii IR. Dzięki projektowi LANIR zbudowano prototyp nanoskopu, który jest mniejszy, łatwiejszy w użyciu i szybszy od innych, dostępnych w handlu technologii obrazowania. Uczestnicy projektu wykazali, że dzięki temu prototypowi można obrazować nanomateriały takie jak grafen (100 nm) i selenek ołowiu, półprzewodnik o średnicy poniżej 100 nm. Odbiorcami technologii LANIR będą najpewniej materiałoznawcy, biochemicy oraz specjaliści od biologii i patologii komórki. Aparat może być również użyty do monitorowania jakości produktów przemysłowych takich jak tkaniny przeciwbakteryjne i powłoki funkcjonalne implantów biomedycznych.
Słowa kluczowe
Nanoskala, technologia obrazowania, choroba Alzheimera, LANIR, podczerwień, nanoskop
