CC BY
41
ДИАГНОСТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЖИВОЙ КЛЕТКИ И ЕЁ ОРГАНЕЛЛ МЕТОДОМ КОГЕРЕНТНОЙ ФАЗОВОЙ МИКРОСКОПИИ
Кретушев А.В.Вышенская Т.В.2, Клемяшов И.В.Тычинский В.П.1 1 Московский институт радиотехники электроники и автоматики (технический университет), 2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова E-mail: kretushev(a),mirea. ru
Метод когерентной фазовой микроскопии (КФМ) основан на модуляционном принципе определения оптической разности хода (ОРХ) в микроинтерферометре Линника. Разработанный в МИРЭА под руководством проф. В.П. Тычинского когерентный фазовый микроскоп «Эйрискан» позволяет получать фазовые изображения клетки и ее органелл с высоким пространственным и временным разрешением.
Фазовые изображения оказались весьма информативны при изучении внутренней структуры прозрачных, оптически неоднородных клеток. В методе КФМ не требуется дополнительного окрашивания и других способов повышения контраста, являющихся потенциальными причинами артефактов.
Нормированные на длину волны значения ОРХ позволяют производить количественный анализ фазовых изображений и реализовать их ранее неизвестные свойства (сверхразрешение, чувствительность, вычитание фона). Разработка новых программ позволила реализовать метод динамической фазовой микроскопии (ДФМ), перспективный для диагностики на клеточном и субклеточном уровнях. Нами была показана возможность регистрации малых (до 1 нм) изменений положения объекта, как в аксиальном, так и латеральном направлении.
Непосредственно измеряемая с помощью КФМ «Эйрискан» величина фазовой толщины связана с рефрактерностью объекта (разностью показателей преломления среды и объекта). Приводятся примеры диагностики физиологических состояний цианобактерий (Anabaena variabilius, Synechocystis sp. PCC 6803) и опухолевых клеток молочной железы (НСТ 116). Корреляция между рефрактерностью и физиологическим состоянием клетки и её органелл позволит создать принципиально новые методы экспресс-диагностики различных заболеваний на клеточном уровне.
DIAGNOSTICS OF FUNCTIONAL STATE OF LIVING CELL AND ITS ORGANELLES BY THE METHOD OF COHERENT PHASE MICROSCOPY
Ph.D. Kretushev' A.V., Ph.D. Vyshenskaya T.V.Klemjashov I.V.Prof. Tychinsky V.P.1
'Moscow Institute of Radiotechnics, Electronics and Automation (Technical University),
kretushev@mirea.ru ^Moscow State University of M.V. Lomonosov, Moscow
The method of coherent phase microscopy is based on modulation principles of optical path difference (OPD) measurement in Linnik microinterferometer. CPM Airyscan developed in MIREA under the direction of prof. Tychinsky allows one to obtain phase images of a cell and its organelles with a high time-spatial resolution.
OPD values normalized according to the wavelength enable us to perform quantitative analysis of phase images and to make use of their properties, unknown before. The possibility to register small (< lnm) changes of an object position in both axial and lateral directions was shown. The value of phase thickness measured directly by means of Airyscan depends on an object refractivity (i.e. the difference between the refractivity indices of the surrounding medium and the object). The correlation between the refractivity and the physiological state of a cell and its organelles will lead to creating entirely new methods for express diagnostics of different diseases on the cell level.
