Teknologi mikroskop elektron baru para ilmuwan AS menghasilkan pembesaran 10.000x dibandingkan dengan mikroskop cahaya
Para peneliti di Amerika Serikat telah membangun teknologi yang meningkatkan kinerja mikroskop elektron. Teknik baru fisikawan Berkeley Lab dan UC Berkeley menawarkan gambaran rinci tentang molekul kecil dan struktur sel yang penting untuk memahami biologi dan penyakit. Mereka telah mengadaptasi teknik kontras fase ke mikroskop cryo-elektron (cryo-EM), yang memiliki pembesaran sekitar 10.000 kali mikroskop cahaya. Pelat fase berbasis laser menghasilkan gambar molekul yang tajam yang sulit ditangkap oleh sistem cryo-EM mutakhir saat ini. Tim peneliti mengungkapkan bahwa teknologi baru ini membuahkan hasil melalui kerja teoritis dan eksperimental selama lebih dari 15 tahun oleh para ilmuwan mikroskop terkemuka, kolaborasi dengan ahli mesin, dan dukungan dari Biohub. Model atom yang lebih akurat dari molekul yang ditangkap Pelat fase dipasangkan dengan mikroskop Ilmiah Thermo Fisher khusus baru yang dikembangkan untuk memaksimalkan manfaat laser ultra-terang pelat tersebut. Gambar yang diambil oleh sistem ini jauh lebih jelas dan tajam serta mengandung lebih banyak detail yang dapat diproses oleh perangkat lunak pemecah struktur untuk menghasilkan model atom yang lebih akurat dari molekul yang ditangkap, menurut siaran pers. “Theia adalah mikroskop Formula 1. Ia memiliki resolusi lebih baik daripada cryo-EM standar, bahkan tanpa laser. Dengan penambahan pelat fase laser, kami berharap ini benar-benar menjadi salah satu instrumen terbaik di dunia secara keseluruhan,” kata Holger Müller, seorang profesor fisika UC Berkeley dan ilmuwan fakultas di Berkeley Lab’s Bidang Biosains yang memimpin upaya pengembangan. “Sebelumnya, mempelajari struktur dengan cryo-EM seperti mencoba melihat lukisan di galeri yang gelap. Dengan Theia, lampu seperti dinyalakan untuk pertama kalinya.” Model atom yang lebih akurat dari molekul yang ditangkap Tim juga menunjukkan kekuatan sistem dengan pencitraan aldolase, protein dalam otot yang relatif mudah ditangkap dengan mesin cryo-EM saat ini, dan hemoglobin – protein yang membawa oksigen dalam darah. Hemoglobin adalah protein yang lebih kecil yang berada pada batas ukuran paling bawah untuk mesin saat ini dan sering digunakan sebagai tolok ukur kinerja cryo-EM. Pelat fase laser meningkatkan resolusi struktur protein pada kedua kasus, namun lebih pada hemoglobin. “Kami memiliki keseluruhan spektrum, mulai dari partikel besar yang tidak terlalu menantang dengan persiapan spesimen yang sangat baik hingga partikel kecil dengan persiapan yang buruk. Tentu saja, semakin baik spesimennya, semakin tidak penting bahwa Anda memiliki mikroskop terbaik. Yang paling menantang adalah saat kami melihat peningkatan yang paling kuat,” kata Müller. Tim untuk memperluas mikroskop di luar analisis partikel tunggal Sistem ini saat ini dipasang di UC Berkeley, dan tim sekarang berupaya untuk memperluas mikroskop di luar analisis partikel tunggal untuk melakukan teknik baru yang disebut cryo-electron tomography (cryo-ET). Mirip dengan bagaimana CT scan (computed tomography) di rumah sakit menghasilkan gambar bagian tubuh, cryo-ET mengumpulkan tampilan sudut yang berbeda dari suatu molekul atau struktur seluler menjadi gambar 3D. Cryo-ET akan memberikan lompatan besar dalam kemampuan ilmuwan untuk mempelajari proses seluler karena ia menangkap molekul dalam keadaan alaminya di dalam sel, tidak seperti cryo-EM partikel tunggal, dan menawarkan resolusi yang jauh lebih tinggi daripada mikroskop cahaya, sesuai rilisnya.
Diterbitkan : 2026-06-15 04:25:00
sumber : interestingengineering.com
