Модернизация атомно-силового микроскопа позволила наблюдать за деятельностью нейронов практически в реальном времени - «Наука и технологии»

Исследователи из Института нейробиологии Макса Планка (Max Planck Florida Institute for Neuroscience) и университета Канадзавы (Kanazawa University), Япония, произвели модернизацию имеющегося в их распоряжении атомно-силового микроскопа (atomic force microscope, AFM). Благодаря этой модернизации он стал способен снимать динамичные изменения структуры живых нейронов с беспрецедентным на нынешнее время пространственным разрешением и скоростью.

Атомно-силовые микроскоп являются одним из основных видов инструментов для проведения съемки, измерений и для осуществления манипуляции микроскопическими объектами с атомарной разрешающей способностью, выражающейся в малых долях нанометра. Такие микроскопы сканируют поверхность исследуемых образцов при помощи чрезвычайно тонкой иглы, зонда, диаметр которого составляет всего 5 нанометров, а наконечник "заточен" почти до одного атома. Однако, такой микроскоп не может использоваться по отношению к нейронам и другим живым клеткам, тонкий и острый наконечник просто режет клеточные мембраны, разрушая клетки. Кроме этого, процесс съемки таким микроскопом достаточно долог, на получение одного изображения обычно требуется не один десяток минут.

Ученые, разрабатывая технологию скоростной съемки (long-tip high-speed, LT-HS-AFM) нашли способ избежать повреждения биологических образцов. Они использовали чрезвычайно длинный и острый зонд, закрепленный на гибкой пластине, такая мягкая и податливая консоль нового микроскопа обеспечивает минимальное давление зонда на образец. А управляет перемещениями наконечника зонда быстродействующая оптическая система, срабатывающая с частотой 800 кГц (тысяч раз в секунду).