Miniaturizovaný fluorescenční mikroskop pro ISS

Fluorescenční mikroskopy jsou velmi užitečné přístroje, které umožňují  pozorovat změny v živých buňkách. Jsou však docela velké a ve vesmíru se musí místem šetřit. Naštěstí však již vzniká miniaturizovaná verze tohoto mikroskopu, která by na ISS měla umožnit taková pozorování. I s pomocí takového mikroskopu bude možné zjistit, jak naše těla přivykají na stav mikrogravitace. „Fyziologie astronautů se po celou dobu jejich letu mění kvůli absenci dostatečného působení gravitace,“ vysvětluje Oliver Ullrich z univerzity v německém Magdeburgu, který vývoj mikroskopu vede a dodává: „Pochopení molekulární podstaty této buněčné reakce na změněnou gravitaci je klíčem k řízení rizika, sledování a vývoji protiopatření pro budoucí dlouhodobé vesmírné výpravy. Buněčná adaptace na mikrogravitaci můžeme studovat a pochopit jen při dynamickém nebo živém měření. Experimenty zajišťující živé snímkování ve vesmíru jsou kriticky důležité k pochopení buněčné adaptace na mikrogravitaci.

FLUMIAS-DEA během ukládání do TangoLab 2. Celá konstrukce pak byla vynesena lodí Dragon při misi SpaceX CRS-15.

FLUMIAS-DEA během ukládání do TangoLab 2. Celá konstrukce pak byla vynesena lodí Dragon při misi SpaceX CRS-15.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Experiment FLUMIAS-DEA umožňuje pozorovat vzorky fixovaných a živých buněk pomocí upravené, patentované technologie, která dává vzniknout menším mikroskopům a snižuje jejich technologickou komplexnost. „Rozměry FLUMIAS-DEA umožňují umístění do sedmi krychlových sekcí ve Space Tango TangoLab,“ popisuje výzkumník Rainer Treichel z firmy Airbus Defence and Space, který se podlí na výzkumech pro Německou kosmickou agenturu DLR a dodává: „Na začátku vývoje nebylo jasné, zda se požadavky podaří splnit. Standardní laboratorní mikroskopy se srovnatelnými možnostmi obvykle zabírají prostor srovnatelný s běžným psacím stolem.

Samotná fluorescenční mikroskopie je klíčovým nástrojem v biologickém a medicínském výzkumu, který umožňuje zviditelnit prostorové struktury buněk a tkání. Technika spočívá v aplikování takzvaných fluorochromů, což si můžeme představit jako barviva, která reagují na různé vlnové délky vyzařovaného světla. Fluorescenční mikroskop osvětluje vzorek zářením se specifickými vlnovými délkami, aby oddělil signály z barviv. Díky tomu je možné identifikovat specifické buněčné prvky, které mohou být i pod rozlišovací schopností mikroskopu. Využitím této metody k pozorování živých buněk poskytuje náhled do dynamických buněčných procesů jako je transport proteinů mezi buňkami, přestavba cytoskeletu, nebo třeba tok iontů – třeba těch vápníkových, které migrují z buňky ven a opačným směrem. Mikroskopy s vysokým rozlišením dokumentují tyto procesy v průběhu času a dokonce i ve 3D.

Vzorek fixovaných makrofágů obarvený třemi barvivy nasnímaný během pozemních testů FLUMIAS-DEA.

Vzorek fixovaných makrofágů obarvený třemi barvivy nasnímaný během pozemních testů FLUMIAS-DEA.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Zařízení schopné zobrazovat biologické vzorky ve třech rozměrech má ve výzkumu na ISS široké uplatnění. FLUMIAS-DEA a jeho výzkum má vyšlapat cestu k používání fluorescenční mikroskopie při komplexnějších biologických výzkumech ve vesmíru. Příští generace tohoto zařízení, označovaná jako FLUMIAS-ISS je již ve vývoji a s termínem startu na stanici se zatím počítá v roce 2020. Díky tomuto zařízení by mělo být možné zkoumat vnitrobuněčné procesy savčích i rostlinných buněk při různých úrovních umělé gravitace, v širokém rozpětí od mikrogravitace po pozemských 1 g.

Ale stejně jako u velké většiny výzkumů, které na ISS probíhají a probíhat budou, i v tomto případě se tento systém dá využít i na Zemi. Kompaktní fluorescenční mikroskop schopný vytvářet 3D snímky biologických vzorků by mohl najít využití v odlehlých částech světa nebo při mimořádných situacích. Tím, že se zmenší rozměry mikroskopu totiž nedojde ke zhoršení jeho schopností.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/img_1156.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/f_2.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/f_3.png

Miniaturizovaný fluorescenční mikroskop pro ISS, 5.0 out of 5 based on 8 ratings
Pin It
(Visited 954 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (8 votes cast)
(Visited 954 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


5 komentářů ke článku “Miniaturizovaný fluorescenční mikroskop pro ISS”

  1. Honza napsal:

    Nevíte náhodou, jestli je to wide-field nebo konfokál? Podle toho, co se mi podařilo najít, vypadá to jen na wide-field, a to jen se dvěma barvami.
    Tím pádem nevím, co je na tom tak úžasného (i když určitě něco jo, jen nevím co). Už tak před pěti lety jsem viděl polní wide-field fluorescenční mikroskop s rozměry asi tak 10x20x30 cm (plus trubička s optickými vlákny přivádějící osvětlení shora). Uznávám, že to nemělo tak dobrou obrazovou kvalitu jako pořádný mikroskop. Ovšem pokud by to byl konfokál (a zmínky o 3D zobrazování tomu nasvědčují), tak skutečně klobouk dolů. To by srovnání s psacím stolem bylo ještě optimistické. Naše mikroskopy se vším příslušenstvím včetně počítače zabírají tak 2,5×1 m, možní i víc. I když teda mají spoustu věcí navíc.

    • Dušan Majer napsal:

      Tuto informaci jsem nikde neviděl, ale pokusím se to dohledat.

    • Dušan Majer napsal:

      Zkusil jsem vyhledávat Google heslo FLUMIAS confocal a našlo mi to třeba tento odkaz: „The required technology has been recently developed by the German Aerospace Center (DLR), a compact confocal laser spinning disc fluorescence microscope (FLUMIAS), which has been tested successfully during a parabolic flight (24th DLR parabolic flight campaign) and suborbital ballistic rocket flight (TEXUS-52 mission).

      • Honza napsal:

        Hmm, to mě taky mohlo napadnout, já hledal jen FLUMIAS-DEA. Pardon.
        Pane jo, tak to je ovšem opravdu super. Díky moc.

Zanechte komentář