光学顕微鏡検査の解像度の回転

Thought LeadersDr. Stefan W. HellDirector at the Max Planck Institute for
Biophysical Chemistry in Göttingen and
for Medical Research in Heidelberg

先生とのステファン W. Hell ディレクターおよび 4 月 Cashin-Garbutt 著行なわれるハイデルベルクの医学研究のための Planck の最大協会の Göttingen の生物物理学化学のための Planck の最大協会のディレクター、インタビュー、 MA (Cantab)

Pittcon 2018 年で完全な講議を示すことが最近発表されました。 講議の主要な焦点は何ですか。

私は簡単で基本的な考え、また nanoscopy MINFLUX 可視ライトおよび標準対物レンズをはじめて本当の分子解像度に与えるフィールドの後の開発について蛍光顕微鏡の回折の障壁を壊すことを割り当てられてという述べますが。

キーは蛍光生命科学の顕微鏡の回折の障壁の破損へ何でしたか。 解像度限定はどのように回折の役割克服されましたか。

20 世紀th では、光学顕微鏡は隣接した小さい機能の分離 (=resolution) のためのスペースの集中ライトにもっぱら頼りました。 それらはサンプルにおよび/または探知器に蛍光性ライトを照明ライトできるだけはっきりとできるだけはっきりと焦点を合わせました。

1 つとして回折によって与えられた範囲により解像度が 200 ナノメーターに限定されたライトをもっとはっきりと集中できません。 主考えは集中によってしかし一時的に蛍光性を不規則回すことによって蛍光機能か分子をからです 200 nm より一緒に近く存在する機能が順次放出によって区別できるのはない分けること。

信用: Chmyrov、 A.、等 (2013 年)。 Nanoscopy との以上 100,000' ドーナツ。 性質方法、 10(8)、 737-740。 MPI の生物物理学化学、 Göttingen、ドイツ。

能力にどんな影響が画像への生命科学で透過サンプルの内部、 nanoscale の生体細胞そしてティッシュのような、ありましたか。

神経生物学、細胞生物学と他の多くの科学の専門分野のたくさんの科学的な調査は蛍光性の nanoscopy 別名の superresolution の顕微鏡検査と遂行されました。

顕微鏡がコンパクトに、使いやすく、比較的安価になっているので、世界中の事実上すべての生命科学の実験室はそれぞれフィールドで維持するために優秀な解像度を利用しなければなりません。

私の意見では、共焦点の顕微鏡をスキャンするあらゆる (単一の) ビームは STED オプションがあるべきです。 また、どの epifluorescence の顕微鏡でも共焦点 STED システムに容易にアップグレードすることができます。

器械使用のどんな改善を将来見るのを好みますか。

器械使用は険しく、信頼できる、経済的なります。 実際、 STED の顕微鏡検査の最新バージョンは靴箱のサイズより小さいコンパクトなモジュールを最新式の多色刷りの解像度に < 30 nm 与えます。 値段は早いシステムの五番目よりより少しです。 さらに直立したか逆にされる、正確に現代 epifluorescence の顕微鏡、問題無しにモジュール適合。

私達は絶対限界にまだ達しましたか。 それをです対称のような分子の機能を、見て可能考えますか。

、 MINFLUX は nanoscopy、蛍光性の最新版全く分子スケール (~1 nm) の空間分解能を達成しました。 これは蛍光顕微鏡で最終的な解像限界が見られるべき生体物質のためのプロキシとして機能する蛍光札自身によって最終的に与えられるので、最終的な限界です。

はい、私はしかしがアプリケーションの全く異なる領域である関連の技術見るべきであることを想像してもいいですおよび STED を使用して分子対称を。

まだ克服される必要がある主要な挑戦は何ですか。

MINFLUX が最終的な限界を達成したこと与えられて、私はイメージ投射速度を増加するそれをすなわち最小化します高リゾリューションの分子を解決する時期をです主要な研究推圧信じます。

他の面は改善された分類の技術のためのサンプルコンパティビリティそして探求です。 ラベルは必要がありま小さく、最小限に妨げますである。 進歩の多くはこれらのフィールドでなされましたが、はっきりより多くの作業はされる必要があります。

どのようにイメージ投射速度を改良することができます考えますか。

少数の出された光子が同じ解像度を、 MINFLUX のような達成するように要求する概念は最大値の検出された蛍光性の光子の最小数を用いるすなわち本当の分子 (1 nm) 解像度を達成するために言います < 30 の検出のイベントを更に最適化することができます。 蛍光性の光子の非常に有効な使用は nanoscale イメージ投射を非常に高速化します。

どんな影響神経科学で極度の解像度の顕微鏡検査を持っています考えますか。

ちょうど最小の侵入を分子スケールの解像度に与える顕微鏡を想像して下さい。 私はそのようなツールの影響が巨大であることを考えます。 例えば、私達はまた十分に蛋白質の分布をシナプスで解き、処置の関連した分子の多数を見られますべきです。

読取装置はどこでより多くの情報を見つけることができますか。

蛍光性の nanoscopy アプリケーションの最新の検討は S.Sahl、 S.W. Hell、ネットワークアドレス交換の Rev. Mol Cell Bio (2017 年) の S. Jakobs によって行います。

nanoscopy ノーベル私の講議で蛍光性の基本原則についての情報は (superresolution) 記述されています: 「集中されたライト (ノーベル講議) との Nanoscopy」 Angew。 Chem。 Int. エド。 54、 8054-8066 (2015 年)

先生についてステファン W. Hell

ステファン W. Hell は遠視野の光学 nanoscopy、別名超解像度の顕微鏡検査の彼の開拓の研究のために認識される物理学者です。

ハイデルベルク (1990 年に PhD) およびヨーロッパの分子生物学の実験室の博士課程終了後の作業、地獄の調査がトゥルク、フィンランド (1994 年) の研究団体で STED の顕微鏡検査の原則を間、広げて置く後。

一時的に非シグナリング状態のそれらのサブセットを準備することによる subdiffraction の長さのスケールの検知の分子の根本的な考えは、即ち、すべての実用的な回折無制限の超解像度の蛍光顕微鏡の概念の今までに下にあります。

これらの達成のために、地獄は多数の賞を受け取りました。 2014 年に彼は Nanoscience の Kavli 賞および化学のノーベル賞を共有しました。 地獄は Göttingen の生物物理学化学のための Planck の最大協会とハイデルベルクの医学研究のための Planck の最大協会にディレクターです (ドイツ両方の)。