Un nouveau système de microscopie à illumination structurée en fluorescence à super résolution, ou SIM de fluorescence, est désormais disponible à l'EMSL dans le cadre des capacités d'isolement cellulaire et d'analyse des systèmes du laboratoire.

L'accès au nouvel instrument se fait par le biais du processus de proposition d'utilisateur d'EMSL. Le système d'utilisation EMSL le répertorie comme Microscope :Fluorescence, Illumination structurée à super résolution.

Classé comme un microscope à super résolution, le SIM de fluorescence offre une imagerie à résolution spatiale nettement supérieure à celle des microscopes optiques conventionnels. Le pouvoir de résolution du SIM de fluorescence est d'environ 100-130 nanomètres. Les microscopes optiques ne peuvent pas résoudre les structures inférieures à environ 250-300 nanomètres. Pour mettre cela en perspective, une molécule d'eau est inférieure à un nanomètre, et un germe typique est d'environ 1, 000 nanomètres.

Le SIM de fluorescence restitue des images de super résolution en trois dimensions. La possibilité de visualiser des échantillons et leur distribution spatiale en 3D fournit une plus grande profondeur d'informations pour une compréhension scientifique plus claire.

Selon Galya Orr, chercheur principal et responsable des capacités de l'EMSL CISA, le SIM de fluorescence est un instrument puissant pour l'étude de la biologie cellulaire moléculaire, y compris la microbiologie. Il permet aux chercheurs d'imager en direct, cellules hydratées intactes.

"La beauté de la fluorescence SIM est que vous travaillez avec des cellules sous leur forme native, " dit Orr.

"Un défi scientifique actuel en microscopie et en imagerie est de faire des expériences dynamiques où l'on peut observer des choses en temps réel et dans des conditions réelles, " a déclaré Dave Koppenaal, directeur de la technologie pour EMSL. "Le SIM de fluorescence nous permet de mener des expériences in situ."

Le SIM de fluorescence utilise des colorants fluorescents standard et des protocoles de coloration, contrairement à certains microscopes à fluorescence à super résolution qui nécessitent des molécules fluorescentes spécifiques pour colorer les échantillons.

"Vous pouvez résoudre des informations spatiales avec une résolution de 100 nanomètres, ce que vous ne pouvez pas faire avec d'autres microscopes à fluorescence, " dit Orr. " Si vous voulez étudier une protéine spécifique dans une bactérie, vous pouvez faire briller cette protéine dans une couleur différente et utiliser le système d'imagerie à super résolution pour identifier le modèle d'expression spatiale et temporelle de la protéine en relation avec d'autres molécules et structures cellulaires afin de mieux comprendre la fonction de cette protéine.

Le SIM de fluorescence améliore considérablement les capacités biologiques existantes de l'EMSL. L'instrument aidera les chercheurs à explorer des questions sur la bioénergie, bio-production, le recyclage du carbone et d'autres processus impliquant des cellules vivantes. Le SIM de fluorescence sera particulièrement utile dans l'étude de la biologie synthétique, la conception et la construction de nouvelles fonctions et systèmes biologiques qui ne se trouvent pas dans la nature.

"Il n'y a qu'une poignée de techniques de microscopie à super résolution, " a déclaré Koppenaal. " Le SIM de fluorescence est l'un des plus récents, il n'est donc pas encore largement disponible. Cela devrait plaire à la fois au personnel du PNNL et aux utilisateurs de l'EMSL car il s'agit d'un instrument assez unique. EMSL est fier de gérer cette capacité. »