آخرین دستاوردها در ارتقاء وضوح میکروسکوپ نوری: روزنه‌ای برای مشاهدات زیستی در مقیاس نانو

ظهور نانوفناوری به ‌عنوان یک فناوری نوین با افق‌ های امیدبخش، همواره با نگرانی ‌هایی در زمینه ایمنی زیستی و زیست محیطی همراه بوده است. به‌ویژه آنکه این فناوری با دستکاری مواد در مقیاس‌های سلولی و مولکولی، ادعای بهبود عملکرد سامانه های زیستی با اهداف پزشکی و زیست فناورانه را مطرح می‌ سازد. لذا اطمینان از سلامت این نانوسامانه ها براساس مشاهده مواد و اجزای زیرسلولی و مطالعه دقیق ساز و کار های عملکرد زیستی آنها در مقیاس نانومتری ضروری به نظر می‌ رسد. مزیت میکروسکوپ نوری به‌ عنوان ابزاری مهم در توسعه علوم، امکان مشاهده نمونه‌ های زنده با حداقل اختلال در عملکرد آن‌ها، انعطاف‌ پذیری، حساسیت و اختصاصیت است. اما پراش نور و تاثیر آن بر وضوح، محدودیت اصلی این میکروسکوپ ‌هاست. اخیراً با توسعه روش‌های جدید تصویربرداری با وضوح بسیار بالا مبتنی بر مولکول‌ های حاوی عوامل نشانگر ساختاری به عنوان یک منبع نوری نانومقیاس، شکاف بین قدرت تفکیک میکروسکوپ فلورسنت و الکترونی کاهش چشمگیری یافته است. تصاویر حاصل از این روش‌ها، حاوی اطلاعات ارزشمندی در بررسی کروموزوم، نقشه‌ یابی ژنوم، انتقالات غشایی، تقسیم سلولی، آلودگی ‌های ویروسی و سمیت سلولی است. در این مقاله آخرین پیشرفت‌ های فناورانه در بهبود وضوح میکروسکوپ‌های نوری به مقیاس نانو با امید ارتقاء دانش عمومی در حوزه‌ های مختلف پزشکی و زیست شناسی معرفی می ‌گردند.

Recent progress in upgrading optical microscopy resolution: an opening into biological observations at the nanoscale

The advancement of nanotechnology, as a promising novel technology, have been associated with concerns about biosafety and bioenvironmental issues. Specially, since this technology raises the claim of material manipulation in cellularmolecularlevel, and improving biological functions of biomaterials with medical and biotechnological aims. In this regard, the safety of nanostructures and subcellular components according to the biological observations, and accurate study of biological mechanisms at the nanometer scale is of critical importance. The advantage of optical microscopy as an important tool in development of science is the ability to observe the living sample models, with minimal disruption to their functions, flexibility, sensitivity, and specificity. However, the limitation is the diffraction of light and its effect on the resolution. Recently, improvement of novel superresolution imaging methods relying on molecules consisting of a labeled structure as nanometer source of light, has led to a significant reduction of resolution gap between fluorescent and electron microscopy. The images obtained by superresolution technique contain valuable information in areas such as chromosome studies, genome mapping, membrane transport, cell division, viral infection and cytotoxicity. This article introduces the latest scientific achievements of optical microscopy resolution improvement to the nanoscale with hope to upgrade the general information in different field of biology and medicine.