요약:
스위스 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne 팀은 SPIFFI라는 새로운 형광 현미경 이미징 방법을 개발했습니다. 이 방법은 단일 카메라 노출로 초고해상도 이미지를 재구성할 수 있으며 연구자들이 미토콘드리아 및 미세소관과 같은 살아있는 세포 구조의 급격한 변화를 관찰하는 데 도움이 됩니다. 이 연구는 Nature Methods 저널에 게재되었습니다.
기존의 부분 초해상도 현미경 검사법에서는 수백 또는 수천 장의 이미지를 연속 촬영한 다음 형광 변화를 사용하여 세부 사항을 재구성해야 합니다. 세포가 활성화되면 촬영 중에 구조가 움직이거나 모양이 변경되어 최종 이미지가 흐려집니다. 대신 SPIFFI는 형광 분자의 발광 편광 정보를 사용합니다. 광학 시스템은 형광을 서로 다른 편광 방향에 민감한 4개의 채널로 분할한 다음 동일한 노출에서 얻은 이미지를 비교하여 기존 광시야 현미경으로 표시하기 어려운 공간 세부 정보를 추출합니다.
이번 실험에서 연구팀은 1회 노출로 영상 해상도를 약 1.7배 높여 약 160~170나노미터 정도의 구조를 해상할 수 있었고, 살아있는 세포 내 미토콘드리아와 미세소관의 움직임은 물론 세포 구조의 융합과 분열 등의 과정을 촬영했다. 각 프레임은 독립적으로 초해상도 영상을 생성할 수 있으므로, 연속된 프레임은 살아있는 세포 초해상도 영상을 더욱 형성할 수 있습니다.
또한 연구진은 SPIFFI 이미지를 기존의 형광 변동 분석 방법과 결합하고 후처리를 통해 해상도를 약 80나노미터 수준으로 더욱 향상시켰습니다. 이 값은 단일 노출로 직접 달성되지 않습니다. 연구팀은 현재 장치의 크기를 줄이고 이를 3차원 현미경 이미징과 결합하려고 노력하고 있습니다. 관련 광학 부품이 기존 형광 현미경에 통합될 것으로 예상되므로 이 기술은 향후 세포 생물학, 신경과학, 생물물리학 및 신약 발견 분야의 연구에 사용될 수 있습니다.
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