Pohledy do mikrosvěta získávají díky nejnovějšímu elektronovému mikroskopu, který právě začali používat vědci z Biologického centra Akademie věd ČR (BC AV ČR), nový - třetí - rozměr. Na rozdíl od ostatních elektronových mikroskopů, které umožňují získat pouze dvourozměrné zobrazení pozorovaného objektu, nový, vysoce rozlišovací rastrovací elektronový mikroskop Apreo VS dokáže vytvořit třírozměrný obraz vzorku. Přístroj otevírá badatelům zcela nové možnosti, jak nahlédnout dovnitř nejmenších částí biologických objektů - buněk či jakýchkoli jiných biologických vzorků, a zjistit, jak jsou uvnitř uspořádány a jak fungují.
Velkou předností mikroskopu je široký rozsah zvětšení, který začíná na zvětšení 20x, kdy lze zobrazit plošku 3 x 3 milimetry, a dosahuje až zvětšení šestsettisíckrát (600 000x). „Kdybychom se při stejném zvětšení dívali ze Země na Měsíc, mohli bychom tam pozorovat objekty přibližně o velikosti tenisového míčku,“ uvádí příklad Jana Nebesářová, vedoucí Laboratoře elektronové mikroskopie na Biologickém centru AV ČR. Díky vysokému rozlišení je možné vidět v pozorovaném vzorku detaily o velikosti kolem jednoho nanometru, jinými slovy jedné miliardtiny metru.
Navíc je mikroskop vybaven speciálním krájecím zařízením v komoře vzorku, které odřezává ze vzorku tenké plátky s nepatrnou tloušťkou - zhruba od 20 nanometrů. „Pro představu: tloušťka běžného kancelářského listu papíru je přibližně 0,1 milimetru. Abychom z něj získali ultratenké řezy s tloušťkou 20 nanometrů, museli bychom jej nařezat na 5 tisíc plátků,“ říká Nebesářová. Právě díky postupnému seřezávání vzorku a získání série zobrazení daného objektu lze pak sestavit trojrozměrný model.
„Na povrchu vzorku se nasnímá vybraná oblast a odkrojí se další řez a opět se zaznamená další snímek dané oblasti. Tímto plně automatizovaným postupem se získá řada snímků, ze kterých je možné vytvořit třírozrozmernou rekonstrukci studovaného biologického objektu, například celé buňky, prvoka nebo hlavičky rybí tasemnice,“ vysvětluje Nebesářová. Laboratoř nemohla ČT24 poskytnout další fotografie pořízené tímto mikroskopem z důvodů copyrightu.
V České republice jde o první instalaci takto vybaveného rastrovacího elektronového mikroskopu a Laboratoř elektronové mikroskopie BC AV ČR se tímto zařadila mezi několik evropských pracovišť vybavených touto technikou. Vzhledem k ceně systému, která se pohybuje v řádu desítek milionů korun, bude mikroskop sloužit v servisním režimu mnoha vědeckým týmům. Největší příležitost využívat ho k řešení svých projektů budou mít výzkumníci a studenti Biologického centra AV ČR a Jihočeské univerzity.
Laboratoř elektronové mikroskopie BC AV ČR pod vedením Jany Nebesářové funguje už 28 let a za tu dobu si vydobyla mezinárodní prestiž. Kromě poskytování servisu vědeckým týmům laboratoř spolupracuje i s výrobci elektronových mikroskopů v Brně, jimž připravuje testovací biologické preparáty pro vývoj nových metod a techniky elektronové mikroskopie. Česká republika patří ve výrobě elektronových mikroskopů mezi světové velmoci; vyrábí zhruba 30 procent světové produkce.
V rámci výuky a praktických cvičení Jihočeské univerzity spolupracuje Laboratoř elektronové mikroskopie na různých tématech: 3D elektronová mikroskopie, Elektronová tomografie, Korelativní mikroskopie, Sondové mikroskopie (AFM, STM) a jejich biologické aplikace. Studenti získávají přehled o pokročilých metodách elektronové a sondové mikroskopie a jejich využití v biologickém a biomedicínském výzkumu, naučí se přípravě preparátů a zorientují se v buněčné ultrastruktuře.
V programu přednášek a praktických cvičení figuruje řada témat: Vizualizace biologických makromolekul ve vysokém rozlišení, Kvalitativní a kvantitativní mikroanalýza biologických objektů v elektronových mikroskopech, Pokročilé metody imunoznačení, 3D elektronová mikroskopie, Elektronová tomografie, Imunoelektronová mikroskopie s neznačenými a značenými protilátkami a jejich aplikace, Kryometody, Morfometrie a stereologie, Elektronová mikroanalýza, Korelativní mikroskopie.
Laboratoř navazuje spolupráci s mezinárodními partnery a průmyslovými subjekty a připravuje pro výzkumníky a studenty nové možnosti využití pokročilých metod elektronové mikroskopie v oblasti biomedicíny.
Část 5: Sběr a rekonstrukce tomografických dat - G. Jensen
- Intro: představení nového mikroskopu Apreo VS a jeho přínosů pro 3D zobrazení.
- Popis technických schopností: rozsah zvětšení, rozlišení, tloušťka řezů, automatizovaná sbírka snímků.
- Možnosti využití: studium buněk, prvoků, korýšů a dalších biologických vzorků; servisní režim pro více týmů.
- Historie a kontext: postavení BC AV ČR a Jihočeské univerzity v evropském měřítku a význam české produkce mikroskopů.
- Vzdělávání a spolupráce: programy pro studenty, přednášky a praktika.
Informace o technických a institucionálních aspektech jsou doplněny citacemi z vypravených materiálů, které ilustrují význam 3D elektronové mikroskopie pro moderní biologický výzkum.
tags: #jihoceska #univerzita #skenovaci #mikroskop #kontakt