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極紫外成像顯示增強對阿爾茨海默氏病研究的潛力

科學家已經發布了使用極紫外輻射的實驗室生長神經元的高細節圖像,這可以幫助分析神經退行性疾病。

由南安普敦大學的Bill Brocklesby博士和Jeremy Frey教授領導的這項國際研究使用了來自超快激光的相干極紫外(EUV)光,不需要透鏡就可以通過收集散射光來創建樣本圖像。

與傳統的光學顯微鏡圖像相比,該技術產生了非凡的細節,從而增加了在包括阿爾茨海默氏病研究在內的醫學領域中潛在應用的可能性。

研究人員已經在《科學進展》中發表了他們的發現。

該團隊在南安普敦和Harwell的Rutherford Appleton實驗室的Artemis工廠進行了工作。小型演示表明,無需同步加速器和自由電子激光器等大型昂貴的設備,就可以對額外的細節進行采樣。

齊普勒光子學與納米電子研究所的Bill Brocklesby博士說:“能夠拍攝細微的生物結構(如神經元)的詳細圖像而不會造成損害的能力非常令人興奮,并且在實驗室中不用同步加速器或其他國家設施就可以做到這一點非常令人興奮。真正的創新。

“我們的成像方式填補了光成像(無法提供我們所看到的精細細節)和電子顯微鏡(需要低溫冷卻和精心準備樣品)之間的重要位置。”

這項合作研究結合了南安普敦的專業知識,Richard Chapman博士及其在中央激光設施的團隊以及來自德國和意大利的研究合作伙伴。

EUV成像技術使用計算機算法處理來自樣品的多個散射圖案。該項目將源自小鼠的實驗室生長神經元的EUV圖像與傳統的光學顯微鏡圖像進行了比較,揭示了其更精細的細節。與硬X射線顯微鏡不同,沒有觀察到脆弱的神經元結構受損。

計算系統化學負責人杰里米·弗雷(Jeremy Frey)教授說:“這是一項長期而持續的努力,但收獲頗豐。2003年4月,我們獲得了工程與物理科學研究委員會授予新技術基礎技術獎的旅程對于納米級X射線源:朝單個孤立分子散射。

“大約17年后,直到今天,我們在《科學進展》雜志上發表的論文表明,這項努力值得我們跨學科團隊的辛勤工作,他們使用相干的soft-x-x技術獲得了第一張真正的生物樣品的超高分辨率圖像射線顯微術(刻印術)我們希望將顯微鏡應用于許多生物學,化學和材料問題。

“我們將繼續追求更高的分辨率,以單分子成像的最終目標為目標,現在看來這一目標非常明顯。”

與基于光學,硬X射線或基于電子的技術相比,EUV顯微鏡具有許多優勢,但是迄今為止,傳統的EUV光源和光學器件仍需要較大的相關規模和成本。

這種新方法專注于非線性光學技術,尤其是使用強飛秒激光的高諧波產生(HHG)。根據這些結果,牛津的Artemis小組正在努力,希望將來能夠定期提供使用該技術的機會。

層析成像技術與激光技術的最新進展以及相干EUV光源的結合,也具有3D高分辨率生物成像的潛力。

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