Mikroskop baru memungkinkan pelacakan molekul kiral dalam sel hidup | Riset

Mikroskop baru memungkinkan pelacakan molekul kiral dalam sel hidup |  Riset post thumbnail image

mingguan Pengeluaran SGP 2020 – 2021.

Mikroskop kiral

Mikroskop cahaya jenis baru telah dibuat yang dapat mengidentifikasi dan memantau molekul kiral luminescent dalam sel hidup. Para peneliti mengatakan bahwa mikroskop confocal pemindaian laser luminescence terpolarisasi sirkular dapat digunakan untuk mempelajari interaksi antara sel, organel dan obat-obatan, membuka kemungkinan baru dalam kimia dan biomedis.1

‘Kami telah menciptakan mikroskop confocal pertama di dunia yang memanfaatkan cahaya terpolarisasi sirkular (CPL) untuk membedakan molekul tangan kiri dan tangan kanan,’ jelas Robert Pal dari Universitas Durham di Inggris. Perangkat baru mengambil keuntungan dari fakta bahwa molekul kiral luminescent mengkodekan sidik jari optik dalam cahaya yang dipancarkan, memberikan informasi tentang lingkungan mereka, konformasi dan keadaan mengikat.

Pal menunjukkan bahwa meskipun banyak blok pembangun molekul kehidupan yang kiral, tidak ada cara yang cocok untuk melacak mereka secara eksperimental pada organisme hidup sampai sekarang. Dia menyebutkan bahwa teknik yang tersedia, yang tidak banyak berubah dalam 50 tahun terakhir, sebagian besar terbatas pada area yang luas. Sistem sebelumnya merekam sinyal CPL menggunakan pemindaian, pendekatan langkah demi langkah sedangkan spektrometer baru dapat ‘melihat’ seluruh wilayah spektral sekaligus, memungkinkan rata-rata cepat dan pemilihan area yang diinginkan, katanya. ‘Metodologi deteksi baru dan kecepatan akuisisi data adalah kunci ketika teknik ini diterapkan dalam pengaturan mikroskop.’

Berdasarkan pekerjaan sebelumnya, tim membuat modul tambahan yang dapat dihubungkan ke mikroskop confocal apa pun. ‘Pengembangan instrumental kami sebelumnya terdiri dari dua elemen utama: spektroskopi CPL cepat2 dan mikroskop epi-fluoresensi CPL tangan kiri dan kanan individu3,’ jelas Pal. ‘Hal baru dari pengaturan ini adalah bahwa sekarang, untuk pertama kalinya, pencitraan 3D resolusi tinggi secara simultan dapat dilakukan menggunakan cahaya terpolarisasi sirkular kiri dan tangan kanan.’ Ia menambahkan, komponen optik yang menyusun modul sudah tersedia dan mudah dirakit.

Para peneliti juga mengembangkan serangkaian probe kiral bercahaya terang yang dapat diaktifkan menggunakan eksitasi dua foton. Ini memungkinkan mereka untuk mencitrakan jaringan hidup hingga beberapa milimeter. ‘Eksitasi dua foton menggunakan cahaya merah atau inframerah dekat,’ catat Lorenzo Di Bari, seorang ahli kiralitas dan spektroskopi di Universitas Pisa, Italia, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. ‘Di wilayah spektral ini, cahaya menembus dengan baik ke dalam jaringan hidup dan photodamage sangat berkurang.’

‘Dalam kebanyakan kasus, perbedaan emisi antara CPL kiri dan kanan kecil,’ tambah Francesco Zinna, salah satu rekan Di Bari. ‘Para peneliti menggunakan probe berbasis europium, yang perbedaannya agak besar, sekitar 10%.’ Zinna mencatat bahwa menggabungkan probe baru ini dengan desain eksperimental yang efisien telah memungkinkan mikroskop ini. ‘Poin kemenangannya adalah pengaturan mikroskop pintar yang dikombinasikan dengan probe yang secara khusus menodai organel sel, memberikan emisi yang kuat dan sangat terpolarisasi.’

Probe kiral juga dapat dirancang untuk melokalisasi secara selektif di kompartemen sel tertentu. ‘Kami menemukan bahwa versi tangan kanan dan tangan kiri pergi ke organel sel yang berbeda,’ kata Pal. Dia dan timnya menguji metodologi menggunakan target uji sintetis dan sel kulit tikus. ‘Dengan mikroskop baru kita sekarang dapat melacak molekul kiral dalam ruang dan waktu nyata, sehingga fitur sistem kiral yang sebelumnya belum dipetakan dalam biologi dan kimia dapat diperiksa untuk pertama kalinya.’

Related Post