多色电子显微镜让目标呈不同色彩

2016-11-28 11:05 来源: 科技日报
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  美国研究人员在日前出版的《细胞》杂志子刊《细胞·化学生物学》上发表论文称,他们开发出一种新型的电子显微技术,一改过去电子显微镜只能生成灰度图像的状况,可让显微镜下的多目标呈现不同色彩。

  电子显微镜根据电子光学原理,用电子束观测样本,展示物质细微结构。目前电子显微镜生成的都是灰度图像,需要后续添加色彩。此次,美国加州大学圣地亚哥分校和霍华德休斯医学研究所人员,历时15年开发出一种新方法,使电子显微镜可最终呈现绿色、红色或黄色的彩色图像。

  电子显微镜的样本处理需经过喷镀金属这一程序,而这也是新方法的难点,即如何循序地将不同电离金属喷镀于样品表面。在显微镜探测器捕捉喷镀金属离子中流失的电子,并以一种颜色记录金属能量流失标记后,将这一喷镀层去除,再喷镀另一层不同的电离金属。为解决这一难题,研究人员最终选取了镧、铈和镨这3种稀有金属作为喷镀金属。这3种金属都属于镧系元素家族,具有足够的稳定性,不会在观察过程中降低图像清晰度,同时又具有独特的电子能量损失标记。

  新方法与荧光显微镜的工作原理类似,但却可以观测到更多只有电子显微镜才能观测的细节。利用这种多色电子显微镜,研究人员得到了两个脑细胞通过一个突触连接的彩色图像,以及肽穿过细胞膜的彩色图像。

  论文作者之一、加州大学圣地亚哥分校的马克·H·埃利斯曼表示,多色图像的生成给相关研究提供了一个新的维度,可让研究人员观测到更多过去难于查看的细节。这一技术还有很大进步空间,随着金属离子喷镀程序的优化,将会有更清晰的多色电子显微图像出现。

  值得一提的是,该研究论文也是诺贝尔化学奖获得者、美国化学家钱永健教授的最后一批论文之一。钱永健2008年因绿色荧光蛋白的研究获得诺贝尔化学奖,但不幸于今年8月24日去世。