Wissenschaftler erfinden das weltweit erste fortschrittliche Lasermikroskop zur Untersuchung chiraler Moleküle

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Kredit: gemeinfrei CC0

Wissenschaftler des Department of Chemistry der Durham University haben das weltweit erste konfokale Laser-Scanning-Mikroskop entwickelt, das zirkular polarisiertes Licht (CPL) nutzen kann, um zwischen linkshändigen und rechtshändigen Molekülen, auch bekannt als chirale Moleküle, zu unterscheiden.

Das als CPL Confocal Laser Scanning Microscope (CPL-LSCM) bekannte Mikroskop ist das erste seiner Art, das in der Lage ist, lumineszierende chirale Moleküle in Zellen zu erkennen und zu verfolgen, und verfügt über ein breites Potenzial für den Einsatz in der Forschungsgemeinschaft, der Bildgebung und der biomedizinischen Forschung weltweit.

Das konfokale Laserscanning-Mikroskop CPL kann emittierende chirale Moleküle in lebenden Zellen verfolgen und linkshändige Moleküle von rechtshändigen Molekülen unterscheiden, die helles Licht emittieren können, was vorher nicht möglich war.

Lumineszierende chirale Moleküle kodieren bei der Emission von zirkular polarisiertem Licht einen einzigartigen optischen Fingerabdruck, der Informationen über die molekulare Umgebung, Konformation und den Bindungszustand enthält. Diese Informationen sowie bisher unerforschte Teile der Biologie und Chemie können erstmals mit dem neuen Mikroskop betrachtet und analysiert werden.

Die Forscher haben auch gezeigt, dass aktive CPL-Sonden durch biologisch begünstigte niederenergetische Zwei-Photonen-Anregung aktiviert werden können, die die Abbildung von lebendem Gewebe mit einer Dicke von bis zu einem Millimeter bei vollständiger Wiederherstellung des PLC-Spektrums ermöglicht.

Die Verfolgung chiraler Moleküle in lebenden Zellen ermöglicht es Forschern, grundlegende Wechselwirkungen zwischen Zellen, Organellen, Arzneimitteln oder eingeführten chiralen molekularen Sonden zu untersuchen. Dies kann in vielen Aspekten der Chemie, Biologie und Materialwissenschaften einen großen Schritt nach vorne bedeuten.

Das vollständige Ergebnis der Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation.

Dr. Robert Pal, der Hauptforscher der Studie, sagte: „Dies ist ein wichtiger Schritt sowohl in der optischen Mikroskopie als auch in der Erforschung der zirkular polarisierten Lumineszenz, und wir hoffen, dass er von vielen Forschern auf der ganzen Welt angepasst und genutzt wird, um sich in das Unerforschte vorzuwagen.“ und untersuchen Sie grundlegende biologische Prozesse in einem neuen „chiralen“ Licht. »

Das konfokale Laser-Scanning-Mikroskop CPL kann sowohl linkshändiges als auch rechtshändiges CPL gleichzeitig messen, was einen Sprung nach vorne in der technologischen Leistungsfähigkeit darstellt, der neue Möglichkeiten zur Untersuchung chiraler molekularer Wechselwirkungen eröffnet.


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Mehr Informationen:
Patrycja Stachelek et al, konfokale zirkular polarisierte Lumineszenz-Laser-Scanning-Mikroskopie zur Untersuchung chiraler molekularer Wechselwirkungen lebender Zellen, Naturkommunikation (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28220-z

Bereitgestellt von der Durham University


Zitieren: Scientists Invent World’s First Advanced Laser Microscope to Study Chiral Molecules (1. Februar 2022) Abgerufen am 1. Februar 2022 von https://phys.org/news/2022-02-scientists-world-advanced-laser-microscope.html

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