Открыта трехмерная визуализация живых клеток с помощью звука

Совсем как магнитно-резонансная томография, которая позволяет увидеть человеческое тело изнутри, новая технология пикосекундного ультразвука, тип акустической визуализации, может использоваться для получения виртуальных слоев биологических тканей без их разрушения.

И вот теперь ученые из Японии и Таиланда показали, что пикосекундный ультразвук может достичь микронного разрешения отдельных клеток, визуализировать их внутренности по слоям, поделенным по 150 нанометров — в абсолютном контрасте к обычному 0,5-миллиметровому разрешению обычных медицинских томографов.

Работа служит концептуальным доказательством, которое открывает дверь новым способам исследования физических свойств живых клеток посредством визуализации в естественных условиях.

Пикосекундный ультразвук десятилетиями использовался как метод исследования механических и тепловых свойств материалов, таких как металлы и полупроводники, в субмикронном масштабе, и в последние годы он применялся также к биологическим системам. Технология подходит для использования в биологии, поскольку она достаточно чувствительна, чтобы исследовать скорость, плотность, акустическое сопротивление и объемные модули клеток.

Результаты опубликованы в издании Journal Applied Physics Letters. Исследователи описали в статье первую демонстрацию трехмерной клеточной визуализации с использованием пикосекундного ультразвука.

Работа ученых сосредоточена на визуализации двух типов биологических тканей млекопитающих — эндотелиальной клетке бычьей артерии и мышиной жировой адипозной клетке. Эти типы клеток выбраны не случайно. Эндотелиальные клетки играют ключевую роль в физиологии клеток крови и полезны в исследовании биомеханики. Жировые клетки, с другой стороны, исследуются для обеспечения интересного сравнения с разнообразным клеточным содержимым и клеточной геометрией.