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婴儿尿布材料竟助力光学显微镜突破分辨极限

导读: 生物学家们以使用一种通常在婴儿尿布中可以找到的材料使生物组织膨胀的新技术expansion microscopy,利用普通的显微镜对整个大脑进行成像,展示出了精致的分子细节。

  我们都知道,显微镜能够放大活细胞和组织,但是你想过用它观察更微小的细节么?这听起来特别像一个看过多次《爱丽丝梦游仙境》的科学家的幻想。但是,生物学家们以这个概念为基础发明来一种新的技术,利用普通的显微镜对整个大脑进行成像,展示出了精致的分子细节。

  这项技术叫做expansion microscopy,使用一种通常在婴儿尿布中可以找到的材料使生物组织膨胀。剑桥麻省理工学院(MIT)的神经学工程师(neuroengineer)Edward Boyden在上个月举行的一场会议中与他MIT的同事Fei Chen 和 Paul Tillberg报告了该技术。

  Expansion microscopy是超分辨率显微镜的一个转折。2014年,美国科学家埃里克•白兹格(Eric Betzig),德国科学家斯特凡•W•赫尔(Stefan W. Hell),美国科学家威廉姆•艾斯科•莫尔纳尔(William E. Moerner)因超分辨率荧光显微技术获得了诺贝尔化学奖。这两种技术都在试图绕过物理定律带来的限制。

  1873年,德国物理学家Ernst Abbe推断,传统的光学显微镜不能区分距离小于200纳米的物体,这大约是可见光最短波长的一半。距离小于这个衍射极限的话,物体会变得模糊。光学显微镜的最大分辨率只能达到横向200纳米,纵向600纳米。

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