Кава замінила радіоактивні речовини в електронній мікроскопії

Дослідники з Австрії знайшли безпечну альтернативу радіоактивним хімікатам, які традиційно використовують для високороздільної мікроскопії. Нове дослідження показує, що звичайна кава еспресо може фарбувати біологічні зразки для електронної мікроскопії з чіткістю, порівнянною зі стандартними радіоактивними розчинами. Результати опубліковано у журналі Methods.

Біологи покладаються на трансмісійні електронні мікроскопи для перегляду внутрішніх структур клітин у нанометровому масштабі. На відміну від світлових мікроскопів, які використовують фотони, електронні мікроскопи застосовують пучки прискорених електронів. Це дозволяє досягти значно вищого збільшення, але створює фундаментальну проблему для біологічних спостережень.

Живі організми складаються переважно з легких хімічних елементів, таких як вуглець, водень, кисень та азот. Ці елементи слабко взаємодіють з електронними пучками, тому зображення виходить майже без контрасту. Десятиліттями рішенням було просочення тканини важкими металами. Нинішнім золотим стандартом є уранілацетат — сіль урану, яка надзвичайно ефективно зв'язується з біологічними ліпідами та білками. Однак ця речовина високотоксична для нирок та радіоактивна.

Клаудія Майрхофер, спеціалістка з ультрамікротомії в Грацькому центрі електронної мікроскопії, очолила дослідження. Ідея використати еспресо як барвник виникла з буденного спостереження. Майрхофер помітила, що кава, залишена в чашці надовго, створює стійкі плями, які важко відмити. Вона припустила, що сполуки, відповідальні за ці плями, можуть ефективно зв'язуватися з біологічними тканинами.

Команда провела порівняльне дослідження на мітохондріях клітин риби зебра. Зразки обробили розчином еспресо з зерен робусти та чистою хлорогеновою кислотою — основним хімічним компонентом кави. Дослідники розробили об'єктивний метод кількісної оцінки контрасту інтерференції через математичний аналіз цифрових зображень.

Зразки, оброблені еспресо, дали високоякісні зображення з чітко видимими мітохондріальними мембранами. Майрхофер зазначила, що еспресо забезпечило дуже хороші значення контрасту, а в деяких випадках навіть кращі, ніж уранілацетат. Хлорогенова кислота також показала хороші результати, підтверджуючи її важливу роль у процесі зв'язування.