Smarta molekyler ger bättre mikroskopibilder

Forskare vid Chalmers tekniska högskola har utvecklat så kallade "smarta molekyler" som dramatiskt förbättrar upplösningen i bilder framställda med tvåfotonmikroskopi. Tekniken är avgörande inom biomedicinsk forskning för studier av celler och vävnader, och den nya metoden kan ge mer detaljerade insikter utan de begränsningar som tidigare funnits.

Traditionellt har de mer avancerade fyra-fotonmikroskopien gett högre upplösning, men dessa instrument är kostsamma och den kraftiga laserstrålningen kan skada biologiskt material. De nya molekylerna utvecklade vid Chalmers gör det möjligt att uppnå en upplösning jämförbar med fyra-fotonmikroskopi, trots att man använder den mer lättillgängliga och billigare tvåfotonstekniken.

"Vi har utvecklat molekyler som visualiserar detaljer på molekylnivå och övervakar processer med hjälp av den vanligare tvåfotonmikroskopitekniken. Dessa molekyler har kapacitet att uppnå högre upplösning än med fyra-fotonmikroskopi, trots att tvåfotonmikroskopi används", säger Joakim Andréasson, professor vid institutionen för kemi och kemiteknik vid Chalmers.

Projektet, "4 for 2", som är ett samarbete mellan fyra europeiska universitet och har fått 2,3 miljoner euro i finansiering från EU, har syntetiserat molekylerna genom att koppla ihop fluorescerande färgämnen med molekylära "fotoswitchar". Forskningen, publicerad i Nature Communications, visar att molekylerna uppvisar fyra-fotonbeteende även vid användning av tvåfotonmikroskopi. Forskarna hoppas att detta kan leda till nya insikter om sjukdomar, läkemedel och livets grundläggande byggstenar. Förbättringarna kräver dock ytterligare forskning för optimering, speciellt för studier i levande celler.

Chalmers tekniska högskola söker nu aktivt fortsatt finansiering för att vidareutveckla tekniken och utforska dess fulla potential inom vetenskap och medicin.