Технологии измерения магнитных полей давно используются учеными для исследования внутренней архитектуры биологических и материальных образцов. Например, магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяет получать информацию о структуре и функциях тканей внутри непрозрачных объектов. Однако, существующие магнитные методы имеют ограничение — их разрешение недостаточно для детального изучения внутренней организации отдельных клеток, которые обычно изучают при помощи оптической или электронной микроскопии.

Новый подход к исследованию клеток

В последнем номере журнала Nature ученые из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики — Дэвид Ле Саж, Дэвид Гленн и Рон Уолшворт — представили инновационный метод, позволяющий просматривать магнитную структуру живых клеток на субклеточном уровне. Их исследование основано на использовании бактерий, которые естественным образом содержат цепи магнитных наночастиц внутри себя. Эти бактерии размещают на поверхности алмаза, обработанной так, чтобы в ней появлялись дефекты кристаллов, взаимодействующие с магнитными полями и светом.

Технология и ее возможности

Для получения изображений ученые используют лазер, который освещает поверхность, и оптический микроскоп для регистрации светового излучения, исходящего из дефектов кристаллов. Такой подход позволяет визуализировать магнитное поле на поверхности алмаза с разрешением, сопоставимым с длиной волны видимого света. Этот метод является развитием лазерных технологий, первоначально предназначенных для астрономических исследований, таких как поиск внеземных планет и радиоинтерферометрия.

Перспективы и дальнейшее развитие

Первые результаты показывают потенциал нового метода для магнитного исследования внутренней структуры живых клеток. Эта техника открывает новые возможности для изучения свойств и жизненных циклов магнитных бактерий, а также может стать основой для создания более сложных инструментов исследования разнообразных биологических систем. В дальнейшем она может значительно расширить границы биомедицинских и биотехнологических исследований, обеспечивая уникальные данные о внутренней организации живых организмов.

Марина Новикова

Научный журналист, которая зажигает в умах читателей огонь любопытства. Она переводит сложнейший язык Вселенной — от шёпота далёких галактик до генетического кода в наших клетках — на понятный и увлекательный человеческий язык. Её статьи — это не сухие факты, а захватывающие экспедиции на передний край знаний, доказывающие, что наука — это самое грандиозное приключение в истории человечества.