CC BY
29
МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА НА КЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ МЕТОДОМ РАСТРОВОЙ ФАЗОВОЙ МИКРОСКОПИИ (РФМ)
Иванов А.Б. '.к.т.н. Кретушев А.В. \ к.ф-м.н. Вышенская Т.В. 2, проф. Тычинский В.П. 1
1 Московский институт радиотехники электроники и автоматики (технический университет), г.Москва, 119454, пр. Вернадского 78. Тел. 434-67-92, факс 434-86-65, ivalesh1@yandex.ru;
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г.Москва.
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 разрешением.
Предложен метод локализации метаболической активности в клетках, органеллах и микроорганизмах, основанный на растровой регистрации фазовых изображений с контролируемым временем задержки. В изображениях митохондрий, клеток НСТ 116, дрожжей и клеток щитовидной железы, полученных на Когерентном Фазовом Микроскопе, обнаружены области метаболической активности с размерами менее 100 нм, что значительно превышает классический предел разрешения в оптике. Обсуждается возможность биофизической интерпретации локальных динамических процессов.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (07-04-080473).
Рис.1 (а) оптическая схема когерентного фазового микроскопа; (б) принцип построения растрового фазового изображения.
У, мкм
1 2 X, мкм
рис 1
рис 2
I, нм^
рис 3
4 х, мкм
Рис.2. (а) растровое фазовое изображение ядрышка опухолевой клетки HCT 116;
(б) локализация и размеры (порядка 100 нм) активных областей ядрышка клетки НСТ-116;
(в) локализация активных областей митохондрии при АТФ-стимуляции;
(г) распределение интенсивности флуктуаций вдоль выбранного сечения топограммы митохондрии, показана локальность динамических процессов (300 нм).
MORPHO-FUNCTIONAL DIAGNOSTICS ON THE CELLULAR LEVEL BY RASTER PHASE MICROSCOPY METHOD
Ivanov A.B. 1, Ph.D. Kretushev1 A.V., Ph.D. Vyshenskaya T.V. prof. Tychinsky V.P. 1
^Moscow Institute of Radiotechnics, Electronics and Automation (Technical University), Moscow, 119454, Prospect Vernadski, 78. Tel.434-67-92, fax 434-86-65, ivalesh1@yandex.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 spatial resolution.
The method of mapping the nanometer-size metabolic activity areas in cells, organelles and microorganisms is discussed. The time lapse images were obtained using raster phase microscope with the controlled pixel delay. The size of active areas in mitochondria, yeast, HCT 116 and thyroid cells were less than 100 nanometer. The biophysical interpretation of the local dynamics is discussed.
