Napjainkban a nanomikroszkópiai módszereket már világszerte alkalmazzák. Ez az eljárás lehetővé teszi, hogy akár egyes molekulákat is megfigyelhessünk, az élő sejten belül. Elérhetővé vált többek között a fehérje elváltozások vizsgálata olyan betegségekben, mint az Alzheimer-, a Parkinson-, vagy a Huntington-kór.
Az optikai mikroszkópok felbontóképességének korlátai hosszú időn át okoztak gondot a sejtek vizsgálatában, mivel a fény hullámtermészete határt szab annak, hogy mekkora távolságban lévő két pontot tudunk egymástól megkülönböztetni. Ez a távolság a fény hullámhosszának körülbelül a fele, amit Abbe-féle határnak neveznek. Optikai mikroszkóppal az ennél kisebb mérettartományba eső struktúrákat nem lehet vizsgálni. Az elektronmikroszkópok felbontása az elektron kisebb hullámhossza miatt sokkal jobb, azonban a minták előkészítése és vizsgálata során végzett eljárások elpusztítják a sejteket. A friss Nobel-díjas kutatók erre a problémára kerestek megoldásokat.
A nagyfelbontású mikroszkópiának több technikai megoldása is van. Az egyiket, a STED-eljárást, a stimulált emissziós kioltást az aradi születésű Stefan W. Hell dolgozta ki. A mérés során két lézerimpulzust használ a megvilágításra, az egyik gerjeszti a fluorszcens molekulát, ami fényt bocsát ki, majd a másik alapállapotba juttatja vissza. Egy fényimpulzus hatására egyszerre mindig csak kevés molekula fog világítani, egymástól aránylag távol. Egy újabb ki impulzus más molekulákat gerjeszt és így tovább, amíg ki nem alakul a nagy felbontású kép.
Eric Betzig és William E. Moerner azonban más módszert választottak, hogy áttörjék az Abbé-féle felbontási határt. A Két kutató egymástól függetlenül dolgozta ki a PALM-eljárást, az “egy molekula” mikroszkópia módszerét. A technológia lényege az, hogy különböző színnel világító fluoreszcenens molekulákkal festették meg a vizsgálandó fehérjéket, az eddigiekkel ellentétben nem fentről nagy intenzitással világították meg a mintát, hanem oldalirányból kis lézerimpulzusokkal gerjesztették a molekulákat. Így nem egyes területek, hanem a különálló molekulák gerjesztődnek véletlenszerűen, amiket egy automatizált rendszer rögzít, majd a rengeteg adatból előállítja a nagyfelbontású képet.
A nagyfelbontású fluoreszcens mikroszkópiai eljárások lehetővé tették, hogy az élő sejtetek vizsgálatánál akár húsz nanométeres pontosság is elérhető legyen. Ezzel a felbontással tanulmányozhatók olyan kulcsfontosságú sejtfolyamatok, mint például a genetikai információ átírása (transzkripció), a fehérjék magasabbrendű szerkezetének kialakulása, vagy éppen az agyi idegsejtek szerkezetének változásai.
Forrás: 1