Superupplösande 4D-mikroskopi för biologisk avbildning
- Diarienummer
- ITM17-0346
- Start- och slutdatum
- 190101-221231
- Beviljat belopp
- 5 650 432 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Vi kommer att konstruera en ny typ av fluorescensmikroskop optimerat för snabb högupplösande 4D avbildning av levande celler. För detta, skall två nyligen men separat utvecklade tekniker, superupplösande SIM mikroskopi och multifokus mikroskopi (MF) kombineras i ett optiskt system. Den nya tekniken möjliggör snabb avbildning av levande celler med superupplösning i 3D, vilket tidigare inte varit möjligt. Multifokus-SIM (MF-SIM) mikroskopet kommer ha en optisk upplösning som är minst två gånger bättre i alla tre dimensionerna jämfört med klassiska mikroskop och samtidigt ha tidsupplösning som möjliggör registrering av fullständiga 3D volymer med hög hastighet (>10 volymer/sekund). Instrumentet kommer att byggas på SciLifeLab och ingå i den nationella infrastrukturen för superupplösningsmikroskopi. Vi har i en förstudie visat principen för och möjligheterna med MF-SIM (Abrahamsson et al. 2017). Konstruktionen av MF-SIM som ett instrument optimerat för cellbiologisk forskning kommer att göra det möjligt för dess framtida användare att avbilda processer i levande celler som hittills inte varit möjliga att studera. Vi förväntar oss att MF-SIM kommer att innebära nya möjligheter för avbildning inom cellbiologi med viktiga tillämpningar inom life-science och medicin. MF-SIM mikroskopet kommer att utgöra ett unikt tillskott till den svenska infrastrukturen i mikroskopi med en teknik som ännu inte är tillgänglig någon annanstans i världen.
Populärvetenskaplig beskrivning
Mikroskopin har genomgått en revolution under de senaste tio åren, en utveckling som fått mycket uppmärksamhet och bl.a. belönats med nobelpriset i kemi. Trots alla mycket avancerade mikroskopitekniker som nu finns tillgängliga finns det fortfarande behov av en instrumentutveckling för att täcka behov inom biologisk avbildning som de existerande teknikerna inte klarar. Inom cellbiologin finns ett stort intresse för att kunna studera biologiska processer i den levande cellen med hög upplösning i både rum och tid. Vi kommer i detta projekt att konstruera en ny typ av fluorescensmikroskop som kombinerar superupplösning med simultan 3D registrering. Det nya instrumentet kallas för ”multifokus SIM mikroskop” eller MF-SIM, och baseras på utvecklingen av två separata tekniker som var och en har visat sig av stort värde. Kombinationen av dessa tekniker i ett och samma mikroskop kommer att ge de egenskaper som nu efterfrågas. Instrumentet kommer att ha en 3D upplösning som är minst två gånger högre än vad klassiska mikroskop klarar i alla tre dimensionerna och samtidigt kunna ge den fullständiga 3D informationen med tillräckligt hög hastighet. Mikroskopet kommer att byggas på SciLifeLab i ett samarbete mellan forskare och ingenjörer i Kalifornien och Stockholm och göras tillgängligt för användare inom den nationella infrastrukturen för mikroskopi.