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极紫外成像显示增强对阿尔茨海默氏病研究的潜力

科学家已经发布了使用极紫外辐射的实验室生长神经元的高细节图像,这可以帮助分析神经退行性疾病。

由南安普敦大学的Bill Brocklesby博士和Jeremy Frey教授领导的这项国际研究使用了来自超快激光的相干极紫外(EUV)光,不需要透镜就可以通过收集散射光来创建样本图像。

与传统的光学显微镜图像相比,该技术产生了非凡的细节,从而增加了在包括阿尔茨海默氏病研究在内的医学领域中潜在应用的可能性。

研究人员已经在《科学进展》中发表了他们的发现。

该团队在南安普敦和Harwell的Rutherford Appleton实验室的Artemis工厂进行了工作。小型演示表明,无需同步加速器和自由电子激光器等大型昂贵的设备,就可以对额外的细节进行采样。

齐普勒光子学与纳米电子研究所的Bill Brocklesby博士说:“能够拍摄细微的生物结构(如神经元)的详细图像而不会造成损害的能力非常令人兴奋,并且在实验室中不用同步加速器或其他国家设施就可以做到这一点非常令人兴奋。真正的创新。

“我们的成像方式填补了光成像(无法提供我们所看到的精细细节)和电子显微镜(需要低温冷却和精心准备样品)之间的重要位置。”

这项合作研究结合了南安普敦的专业知识,Richard Chapman博士及其在中央激光设施的团队以及来自德国和意大利的研究合作伙伴。

EUV成像技术使用计算机算法处理来自样品的多个散射图案。该项目将源自小鼠的实验室生长神经元的EUV图像与传统的光学显微镜图像进行了比较,揭示了其更精细的细节。与硬X射线显微镜不同,没有观察到脆弱的神经元结构受损。

计算系统化学负责人杰里米·弗雷(Jeremy Frey)教授说:“这是一项长期而持续的努力,但收获颇丰。2003年4月,我们获得了工程与物理科学研究委员会授予新技术基础技术奖的旅程对于纳米级X射线源:朝单个孤立分子散射。

“大约17年后,直到今天,我们在《科学进展》杂志上发表的论文表明,这项努力值得我们跨学科团队的辛勤工作,他们使用相干的soft-x-x技术获得了第一张真正的生物样品的超高分辨率图像射线显微术(刻印术)我们希望将显微镜应用于许多生物学,化学和材料问题。

“我们将继续追求更高的分辨率,以单分子成像的最终目标为目标,现在看来这一目标非常明显。”

与基于光学,硬X射线或基于电子的技术相比,EUV显微镜具有许多优势,但是迄今为止,传统的EUV光源和光学器件仍需要较大的相关规模和成本。

这种新方法专注于非线性光学技术,尤其是使用强飞秒激光的高谐波产生(HHG)。根据这些结果,牛津的Artemis小组正在努力,希望将来能够定期提供使用该技术的机会。

层析成像技术与激光技术的最新进展以及相干EUV光源的结合,也具有3D高分辨率生物成像的潜力。

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