Ter 2019 wisten onderzoekers van den TU Delft ie veld van den superresolutie-microscopie vooruit te promoten om den precisie van den techniek met ruwweg eentje factor twee te verbeteren. Ter eentje nieuwe studie schetsen zij den fundamentele beperkingen van onderdelen van den superresolutie-microscopie. Den nieuwe rekenmethode diegene zij hebben ontwikkeld, moeten volgens den Delftse promovendus Dylan Kalisvaart (eerste schrijfster van den publicatie) andere onderzoekers promoten wegens huis overwogen keuzes te maken.
Grondvesten superresolutie-methode herzien
Den onderzoekers onder leiding van Carlas Smith herzien nu de fundamenten voordat den superresolutie-methode Iterative Single-Molecule Localization Microscopy. Zij gewoontes belichtingspatronen wegens te te zoomen op individuele moleculen. Hiervoor gewoontes zij resultaten uit eerdere experimenten wegens den patronen steeds po onder moleculen te plekken. Dit maakt ie mogelijk wegens den snijkant van ie beeld te vergroten, precies op den plekken waar moleculen zitten.
Den onderzoekers voorvallen met den zogenoemde Van Trees-ongelijkheid aan dat resolutieverbetering toe te rekenen is aan voorkennis verkregen uit eerdere experimenten, aldus Kalisvaart, tester aan ie Delft Center for Systems and Control. “Hiermee permitteren wij zien hoe, gegeven den omstandigheden plusteken den voorkennis, den praktische instellingen van eentje microscoop willen zijn wegens ie lieve resultaat te behalen.”
Conservenblik te binnenste van kluizenaarshut
Superresolutie-microscopie laat onderzoekers te ie binnenste van levende cellen loeren. Den techniek tweedehands lichtgevende eiwitten diegene onder meer te kwallen te vinden zijn. Ter 2008 kregen trio toponderzoekers den Nobelprijs voordat den Scheikunde voordat ie ontdekken plusteken uitbouwen van dit prote, GFP (Green Fluorescent Protein). Den fluorescerende eiwitten zijn middels gen-bewerking aan moleculen vast te zetwerk. Wanneer jij zo’n prote met eentje laser beschijnt, schenken ie eentje klein ietsje licht be.
Met den superresolutie-methode Single Molecule Localization Microscopy (SMLM) wordt moleculen willekeurig aan- of uitgezet. Gevoelige sensoren maken eentje video van den lichtsignalen, waarna onderzoekers eentje anatomiseren maken van den verkregen gegevens. Zo kunnen zij den locatie van den moleculen intact precies defini plusteken eentje reconstructie maken van den celstructuur. Ene gewone optische microscoop maakt afbeeldingen mogelijk totdat zo’n halve micron (1 miljoenste sector van eentje peettante). Superresolutiemicroscopie gaat totdat tien keer voorts.
Ter 2014 namen trio andere onderzoekers den Nobelprijs voordat den Scheikunde te ontvangst voordat ‘superresolutie-microscopie’. Eén van den trio winnaars wasgoed den Duitse tester Stefan Hell. Onderzoekers van zijn laboratorium stelden te 2020 dat Iterative Single-Molecule Localization Microscopy den resolutie veel voorts zullen verbeteren.
Resolutieverbeteringen onhaalbaar
Den wetenschappers van den TU Delft permitteren nu zien dat dit omvangrijke resolutieverbeteringen te den praktijk vrijwel onhaalbaar zijn, vertelt Kalisvaart. “Ter praktische omstandigheden kun jij op zijn hoogst eentje vooruitgang van ruwweg vijf keer krijgen ten opzichte van den standaardtechniek. Wij hebben dit probleem nu voordat ie voorafgaand via eentje andere wiskundige (Bayesiaanse) werkmethode bekeken plusteken voorvallen aan dat den resolutieverbeteringen van den menigte van Hell te den praktijk lastig te doordringen zijn.”
Carlas Smith, den trainer van Kalisvaart, benadrukt echter dat dit noch mits tegenslag waargenomen moeten wordt. “Ie is essentieel dat den onderliggende wetenschap solide is. Mits ie hele bouwwerk noch wasgoed is, moeten jij terug zoals den begane vloer wegens ie fundament weer te leggen.”
Lees zowel dit wetsartikel overheen microscopie-onderzoek aan den TU Delft: TU Delft werkt aan superscherp beeld eiwitten te levende cellen.