Supermicroscopie à long terme
Les nanophones permettent des temps d'observation plus longs
Le prix Nobel de chimie 2014 a été décerné pour le développement de la microscopie de fluorescence à super-résolution, y compris la microscopie STED (Stimulated Emission Depletion). Cette méthode permet d'observer des processus, par exemple dans les cellules, avec une résolution particulièrement élevée. Les chercheurs du Max-Planck-Institut ont perfectionné cette méthode en remplaçant les fluorophores traditionnels par des nanophores. Ainsi, il est désormais possible d'observer des processus de plus longue durée, ce qui permet de surmonter une limitation de la microscopie STED.
La résolution des microscopes traditionnels est limitée à environ 200 nm, comme l'a décrit le physicien Ernst Abbe au 19e siècle. Or, des processus intéressants ont lieu à une échelle de longueur inférieure à cette limite, notamment dans les cellules biologiques. La microscopie STED surmonte cette limite et atteint une résolution jusqu'à dix fois meilleure que les méthodes traditionnelles.
La microscopie STED utilise de petites particules fluorescentes - des fluorophores - dans l'échantillon, qui brillent (fluorescence) à l'aide d'un laser d'excitation. Un deuxième faisceau laser avec une section transversale annulaire peut désactiver la fluorescence dans une zone annulaire, de sorte que seule une petite tache centrale (inférieure à 200 nm) reste allumée. En balayant l'échantillon avec cette combinaison de faisceaux, on obtient une image à haute résolution.
La principale limitation de la microscopie STED traditionnelle était la décoloration des fluorophores en cas d'éclairage prolongé. Ceci est particulièrement problématique pour l'observation de processus à long terme qui nécessitent des balayages répétés. Des chercheurs dirigés par Xiaomin Liu au MPI für Polymerforschung, en collaboration avec Akimitsu Narita et Ryota Kabe de l'Okinawa Institute of Science and Technology, ont résolu ce problème en utilisant des particules de nanographes de taille nanométrique. Avec les nanographes, le processus de décoloration de la fluorescence peut être inversé directement dans l'échantillon. Pour ce faire, le nanographe est illuminé par le faisceau annulaire : Cet éclairage rétablit en quelque sorte la capacité du nanographe à émettre de la fluorescence.
Cette nouvelle méthode, présentée dans la prestigieuse revue Nature Communications, ouvre de nouvelles possibilités d'étudier des processus jusqu'ici inobservables à l'aide de la microscopie à super-résolution. Sa capacité à réactiver les nanographes avec un nombre élevé de photons la rend idéale pour les procédures de microscopie à long terme et élargit potentiellement ses applications en biologie et en science des matériaux.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Qiqi Yang, Antonio Virgilio Failla, Petri Turunen, Ana Mateos-Maroto, Meiyu Gai, Werner Zuschratter, Sophia Westendorf, Márton Gelléri, Qiang Chen, Goudappagouda, Hao Zhao, Xingfu Zhu, Svenja Morsbach, Marcus Scheele, Wei Yan, Katharina Landfester, Ryota Kabe, Mischa Bonn, Akimitsu Narita, Xiaomin Liu; "Reactivatable stimulated emission depletion microscopy using fluorescence-recoverable nanographene"; Nature Communications, Volume 16, 2025-2-4
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