利用植物細胞的發(fā)光特性捕捉到令人驚嘆的熒光顯微圖像
甲醛固定可改善玉米(Zea mays)葉片橫截面內(nèi)組織的熒光模式。用多聚甲醛固定溶液處理顯示由醛誘導的熒光產(chǎn)生的表皮、毛狀體、木質(zhì)部、韌皮部和泡狀細胞的獨特藍/綠色熒光。相比之下,在束鞘細胞和葉片橫截面的葉肉中觀察到葉綠素的紅色自發(fā)熒光。該樣品是使用 Pegg 等人描述的甲醛固定和共焦成像技術(shù)制備的。在本期的“藻類到被子植物:自體熒光快速可視化不同分類群中的植物解剖結(jié)構(gòu)”中。Viridiplantae 分類群樣品(如 Zea mays)的甲醛固定可生成有用的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),同時無需額外的組織學染色或清除。此外,圖像采集只需要極少的專業(yè)設備,例如具有熒光功能的顯微鏡。來源:蒂莫西·J·佩格
自從安東尼·范·列文虎克 (Antonie van Leeuwenhoek) 在通過他定制的顯微鏡觀察時發(fā)現(xiàn)了大量以前看不見的細菌和原生動物的菌落以來,科學家們已經(jīng)走了很長一段路。細胞、細胞器、蛋白質(zhì)甚至分子的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被照亮了整個生命之樹。然而,盡管取得了這些進展,但在全面繪制微觀世界地圖方面仍然存在障礙。在顯微鏡下觀察之前,組織和細胞成分必須先用染料和固定劑染色,并經(jīng)過漫長的準備過程。
目前正在做Q690高強鋼組織性能研究,分析一下下述Q690金相組織照片,成分為:0.08%C,0.19%Si,1.53%Mn,0.005%Ni,0.03%Cr,0.002%Mo,0.04%Nb,0.003%B。個人認為是準多邊形鐵素體+針狀鐵素體+M-A組元,請指點。
在《植物科學應用》雜志上發(fā)表的一項新研究中,科學家們通過利用植物生命樹中物種組織的自然自發(fā)熒光來消除對標本染色的需要。
“我們的工作為植物樣品制備和可視化提供了一種具有成本效益的通用協(xié)議,同樣適用于大型研究機構(gòu)和小型植物科學團體,”瑪麗埃塔學院客座助理教授、該研究的主要作者 Timothy Pegg 博士說。學習。
當植物和動物體內(nèi)的某些組織類型吸收光時,其原子中的電子會獲得能量沖擊,使它們進入激發(fā)態(tài)。在植物葉子中,這些電子變得非常不穩(wěn)定,以至于它們脫離原子并被植物用來為光合作用提供動力。在其他組織中,多余的能量以低頻光的形式重新發(fā)射,其亮度足以用專門的顯微鏡檢測到。
VMB1600PH 三目暗視野顯微鏡,兩路光路輸出,輕松數(shù)字成像
自發(fā)熒光并不總是被視為一件好事。在研究人員必須使用染色劑來可視化特定結(jié)構(gòu)的情況下,附近組織的發(fā)光特性會通過降低不同細胞類型之間的對比度來干擾。
但它也可以成為發(fā)現(xiàn)不可或缺的資源。自發(fā)熒光已被用于檢測早發(fā)性癌癥以及其他疾病和病理。它已被用于研究昆蟲如何使用它們的舌頭和觸角來品嘗食物、蜥蜴尾巴再生的機制,以及分析海洋環(huán)境中微觀浮游生物的多樣性。
自發(fā)熒光在植物中同樣有用,從賦予木本植物穩(wěn)定性的硬組織,到覆蓋孢子和花粉的吸水殘留物,再到植物產(chǎn)生的各種有毒化合物庫,以抵御潛在的有害物質(zhì),自發(fā)熒光在植物中同樣有用。掠食者。
然而,到目前為止,研究人員還缺乏一種萬能的協(xié)議來檢測植物中的自發(fā)熒光。鑒于陸地植物和藻類有近 50 萬種現(xiàn)存物種,缺乏統(tǒng)一的標準方法是可以理解的,但 Pegg 和他的同事們?nèi)匀粵]有被嚇倒。他們從相隔超過 5 億年的進化歷史的幾個關鍵植物群中選擇了 12 個物種,包括松樹、苔蘚植物、開花植物和藻類。
利用這些代表,他們開發(fā)了一種經(jīng)濟高效的組織保存方法,無需染色或染料。
雖然自發(fā)熒光通??梢杂霉簿劢?a href="/products/microscope/" title="顯微鏡" target="_blank" >顯微鏡直接觀察,但也可以用不同的固定劑誘導或增強,包括醇、乙醇和稱為醛的化合物。Pegg 和他的同事選擇了其中最有效的五個來測試他們的植物標本。在固定劑中腌制 24 小時后,將植物沖洗干凈,切成人類頭發(fā)的寬度,然后安裝在透明載玻片上進行觀察。
當研究人員通過顯微鏡觀察時,植物細胞和細胞器的微型世界變得清晰起來。細胞壁的剛性線條從內(nèi)部緊密堆積的葉綠素中以淺浮雕形式突出。通過研究蛋白質(zhì)發(fā)出的特定波長的光,他們可以區(qū)分細胞核的密集特征以及在細胞之間蜿蜒曲折的水和糖傳導組織。
推薦產(chǎn)品: 數(shù)碼顯微鏡
大多數(shù)固定劑在代表性植物中表現(xiàn)良好,效果顯著,但藻類被證明是一個例外。大多數(shù)陸地植物都有厚實的支撐細胞壁,有助于防止水分流失,同時提供結(jié)構(gòu)支撐,這是藻類所缺乏的品質(zhì)。由于它們更脆弱的細胞支架,乙醇和酒精固定劑迅速滲透到研究中使用的藻類和唯一的地錢(一種與苔蘚密切相關的植物)的細胞壁,導致細胞器起皺和變形。對于這些標本,Pegg 建議堅持使用醛固定劑或減少標本制備階段使用的時間。
大多數(shù)研究實驗室也不擁有觀察精細細胞結(jié)構(gòu)所需的高功率共聚焦顯微鏡,而是按小時付費使用他們機構(gòu)提供的設備,Pegg 和他的同事希望他們的協(xié)議能夠解決這個問題。
“我們簡單的樣品制備技術(shù)可以減少研究人員在先進顯微鏡上觀察樣品所需的時間,”邁阿密大學生物學助理教授、該研究的資深作者羅伯特貝克博士說。
研究中使用的所有化學品和試劑同樣便宜且易于獲得,這意味著研究機構(gòu)中的幾乎任何人都可以使用該協(xié)議來研究植物中的亞細胞相互作用。
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