Растровый электронный микроскоп (РЭМ) принято считать основным инструментом материаловедов. Тем не менее, все чаще он становится незаменимым и мощным помощником ученых в биологических и медицинских исследованиях.
Меняются и совершенствуются технологии, работа с биологическими объектами становится все более удобной, а методы разнообразнее. Появляются новые возможности, а значит и конкурентных преимуществ у научных групп, использующих РЭМ для биологии, становится больше.
В ФГБНУ «НИИ глазных болезней» сканирующий электронный микроскоп ZEISS EVO появился несколько лет назад. Группа электронной микроскопии лаборатории фундаментальных исследований НИИ ГБ осуществляет фундаментальное сопровождение прикладных научных тем института. Сотрудники лаборатории не только освоили все возможности прибора, но и разработали собственные оригинальные методы контрастирования биологических объектов, которые открывают совершенно новые перспективы для электронной микроскопии в биологии.
О работе в лаборатории мы поговорили с Иваном Новиковым, руководителем группы электронной микроскопии в лаборатории фундаментальных исследований в офтальмологии ФГБНУ «НИИГБ».
В работе с биологическими объектами вы используете собственные методы контрастирования, скажите, для чего это нужно?
Дело в том, что в самом простом случае электронная микроскопия для биологических объектов не дает той эффективности, которая сделала ее популярным методом в материаловедении. А именно — сочетания простоты применения и информативности. Биологические объекты требуют сложной и долгой пробоподготовки. Например, чтобы увидеть поверхность, производят напыление тонких металлических пленок, либо уходят в область низких ускоряющих напряжений и применяют массу других ухищрений. Но, как правило, исследование биологических объектов все равно сводится к изучению микроструктуры поверхности, а интересно было бы проникнуть внутрь клетки. Стандартные методы становятся бессильными для решения этой задачи.
Например, наш электронный микроскоп оснащен детектором
ММСК из пульпы молочного зуба на 3D-скаффолде Alvetex. Хорошо видно расположение клеток на ребрах пористой структуры материала: они растягиваются по поверхности и перекидываются с одной стороны поры на другую. В структуре клеток легко различается ядро, прикрытое сетью ЭПР, тяжи цитоскелета и выросты мембраны, которыми клетка «держится» за подложку.
Это универсальный метод?
Когда мы придумывали этот метод, то задумывали его как универсальный. Но самые выгодные объекты для наблюдения на настоящий момент — это, пожалуй, животные клетки на пластике и различные эпитализированные поверхности. Как я уже отмечал, элементы группы лантана очень хорошо замещают кальций, а все белки межклеточной адгезии и якорные белки имеют
Вы продолжаете работу над другими методами?
Да, важное и перспективное направление — это контрастирование бактерий на любых поверхностях. Это более сложная методика: кроме редкоземельных элементов мы вводим и другие тяжелые элементы, происходят более сложные процессы последовательного замещения. Развитие и внедрение этого метода, а также его применений — сейчас актуальная задача. С его помощью можно, например, очень быстро оценить бактериальную обсемененность
Лаборатория работает в структуре НИИ ГБ. А ведете ли вы совместные исследования с другими организациями?
Конечно! Например, метод контрастирования бактерий мы разрабатываем совместно с сотрудниками лаборатории микробиологии ФГАУ «Национальный
Микрофотография культуры клеток лимбального эпителия, сформировавших конфлюэнтный монослой. Изображение получено на СЭМ ZEISS EVO LS10 в режиме BSD (детекция
Да, наши разработки привели к созданию