Okulistyczna mikroskopii postanowienia rewolucja

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

Wywiad z Dr. Stefan W. Piekło dyrektor przy max planck institute dla Biophysical chemii w Göttingen i dyrektor przy max planck institute dla badania medyczne w Heidelberg, prowadził Kwietniem cashin-Garbutt, MA (Cantab)

Ja ostatnio ogłaszał że ty przedstawiać Plenarnego wykład przy Pittcon 2018. Co będzie głównym ostrością twój wykład?

Opowiadałem prostego ale fundamentalnego pomysł że pozwolę łamać dyfrakcyjną barierę w fluorescenci mikroskopii o MINFLUX nanoscopy as well as opóźniony rozwój w polu który pierwszy raz zapewnia prawdziwego cząsteczkowego postanowienie z widocznym światłem i standardowymi obiektywnymi obiektywami.

Co dyfrakcyjnym barierą w fluorescencyjnym nauki przyrodnicze mikroskopie był łamać klucz? Dlaczego ogranicza rola dyfrakcja pokonywał?

W 20th wieku, lekcy mikroskopy polegali wyłącznie na ogniskowania świetle w przestrzeni dla rozdzielenia graniczące malutkie cechy. (=resolution) Lub skupiali się iluminaci światło ewentualny na próbce jak ewentualny na detektorze and/or fluorescenci światło równie ostro jak równie ostro.

Jako jeden no może skupiać się światło ostro niż zakres dawać dyfrakcją ograniczał 200 nanometrów postanowienie. Kluczowy pomysł był oddzielać fluorescencyjne cechy, molekuły lub nie skupiać się ale transiently obracać ich fluorescencję z przerwami tak, że cech przebywać zamknięty niż 200 nm wpólnie odróżniający ich sekwencyjną emisją mógł.

Kredyt: Chmyrov, A et al., (2013). Nanoscopy z więcej niż 100.000 ' pączki. Natur metody, 10(8), 737-740. MPI Biophysical chemia, Göttingen, Niemcy.

Jaki wpływ miał na naukach przyrodniczych zdolność wizerunek wnętrze przejrzyste próbki tak jak żywe komórki i tkanki, przy nanoscale?

Wyniki naukowi studia w neurobiology w wiele innych terenach nauka i, komórki biologia, nieśli out z fluorescencja pseudonimu superresolution nanoscopy mikroskopią.

Gdy mikroskopy zostać ścisłymi, use i mniej drogi, praktycznie dookoła świata wszystkie nauk przyrodniczych laboratoria musieliśmy wykorzystywaliśmy wyższego postanowienie utrzymywać up w ich poszczególnych polach po to, aby.

W mój widoku, każdy promień skanuje współogniskowego mikroskop musi mieć STED opcję. (przerzedże) Alternatywnie, jakaś epifluorescence mikroskop może łatwo ulepszający współogniskowy STED system.

Jaki ulepszenia w instrumentaci ty lubisz widzieć w przyszłości?

Instrumentacja zostać niewygładzoną, rzetelną i ekonomiczną. Jako sprawa fact opóźnione wersje STED mikroskopia zapewniają najnowocześniejszego multicolor postanowienie < 30 nm z ścisłym modułem małym niż rozmiar obuwiany pudełko. Metka jest less niż kwinta wcześni systemy. Moreover modułów napady na jakaś nowożytnym epifluorescence mikroskopie dosłownie, żadny sprawa jeżeli pionowy lub przestawny.

Dosięgaliśmy absolutnego ograniczenie mimo to? Ty myśleć mnie będziesz ewentualny widzieć cechy molekuły tak jak symetrie?

Opóźniony wydanie nanoscopy fluorescencja, MINFLUX, naprawdę dosięgał cząsteczkowego szalkowego przestrzennego postanowienie. (1 nm) To jest ostateczny ograniczenie, ponieważ w fluorescenci mikroskopii ostatecznie dać fluorescencyjnymi etykietkami themselves które postępują jako prokurenty dla biomolecules widzieć. ostateczny postanowienia ograniczenie,

Tak, mogę wyobrażać sobie że jeden musi widzieć cząsteczkowe symetrie używać STED i powiązane techniki który będą całkowicie różny terenem zastosowanie., jakkolwiek,

Co są głównymi wyzwaniami który wciąż potrzebuje pokonującym?

Daję że MINFLUX dosięgał ostatecznego ograniczenie, wierzę że wzrastający zobrazowanie prędkość, i.e bagatelizuję czas rozwiązywać molekuły z wysokim postanowieniem będę ważnym badania estokadą.

Inni aspekty będą próbki kompatybilnościem i poszukiwaniem dla ulepszać przylepia etykietkę technik. Etykietki potrzebują być małe i minimalnie zakłócać. Udziały postęp zrobili w te polach, ale wyraźnie potrzebuje robić więcej praca.

Dlaczego ty myśleć zobrazowanie prędkość możesz ulepszający?

Pojęcia które wymagają mniej wysyłanych fotony dosięgać ten sam postanowienie tak jak MINFLUX, mogą optymalizujący dalej dosięgać maksimum po to, aby i.e prawdziwego cząsteczkowego (1 nm) postanowienia z minimalną liczbą wykrywający fluorescencja fotony, mówją < 30 detekcyjnych wydarzeń. Taki wydajny use fluorescencja fotony przyśpiesza w górę nanoscale zobrazowania ogromnie.

Jaki wpływ myśleć super postanowienie mikroskopię ty masz na neuroscience?

Właśnie wyobraża sobie mikroskop który zapewnia cząsteczkowego szalkowego postanowienie z minimalną inwazją. Myśleć wpływ taki narzędzie będę ogromny. Na przykład, musimy być sprawnie w pełni rozplątywać dystrybucję proteiny przy synapse i także widzieć dużo istotne molekuły w akci.

Gdzie mogą znajdować więcej informację czytelnicy?

Niedawny przegląd fluorescencj nanoscopy zastosowania jest s.Sahl, S.W. Piekło, S. Jakobs w Nat Rev Mol Komórka Życiorys (2017).

Informacja o podstawowych zasadach nanoscopy fluorescencja opisuje w mój Nobel wykładzie: (superresolution) Nanoscopy z skupiającym się światłem" Angew. "(Nobel Wykłada)" Chem. Int. Ed. 54, 8054-8066 (2015)

O Dr. Stefan W. Piekło

Stefan W. Piekło jest fizykiem rozpoznającym dla jego torowania badania w pola okulistyczny nanoscopy, także zna jako postanowienie mikroskopia.

Po tym jak studia w Heidelberg i postdoctoral pracie przy Europejskim Cząsteczkowej biologii laboratorium, piekło kłaść out zasadę STED mikroskopia na badawczym poczecie w Turku podczas gdy, Finlandia (PhD w 1990) (1994).

Zasadniczy pomysł rozpoznawać molekuły przy subdiffraction długością, mianowicie waży leżeć u podłoża wszystkie praktycznych nieograniczonych postanowienie fluorescenci mikroskopii pojęcia do teraz. transiently przygotowywać podzbiór one w sygnalizacyjnym stanie,

Dla te osiągnięć, piekło otrzymywał mnogie nagrody. W 2014 dzielił Kavli nagrodę w Nanoscience i nagrodę nobla w chemii. Piekło jest dyrektorem przy max planck institute dla Biophysical chemii w Göttingen i przy max planck institute dla badania medyczne w Heidelberg, (oba Niemcy).