חוקרים פיתחו טכניקה חדשה לצפייה בתאי יונקים חיים. הצוות השתמש בלייזר רב עוצמה, הנקרא לייזר אלקטרוני רך ללא קרני רנטגן, כדי לפלוט פולסים מהירים במיוחד של תאורה במהירות של פמטו-שניות, או רביעיות השנייה. בעזרת זה הם יכלו לצלם תמונות של מבנים מבוססי פחמן בתאים חיים בפעם הראשונה, לפני שקרינת הרנטגן הרכה פגעה בהם. מראות וולטר מעודנות, סוג של מראה אולטרה-מדויק, נוצרו כדי לאפשר למיקרוסקופ ללכוד תמונות ברזולוציה מרחבית גבוהה ושדה ראייה רחב. בעתיד, הצוות מקווה להשתמש במיקרוסקופ זה כדי להבין טוב יותר את האופי הדינמי של הביולוגיה התאית.
הידעתם שיש צילומי רנטגן רכים וקרני רנטגן קשות? צילומי רנטגן קשים הם מה שסביר להניח שנתקלת בו, אם עברת אבטחה בשדה התעופה או סבלת מאיבר שבור. צילומי רנטגן רכים מוגבלים יותר למחקר, מלימוד ביולוגיה וכימיה ועד למינרלים ומטאוריטים. קרני רנטגן רכות מסוגלות לספק מידע כימי על דגימות ותמונות מפורטות ברמה התת-תאית, אך השימוש בהן הוגבל בשל הציוד המיוחד מאוד הנדרש ובשל הביולוגיה, הנזק שהן גורמות לתאים חיים.
עם זאת, צוות חוקרים בנה מיקרוסקופ רנטגן רך חדש שדרכו יוכלו לצפות בתאי יונקים חיים בפעם הראשונה. הם הצליחו לצלם תמונות של מבני פחמן בתוך התאים, שלא נראו קודם לכן באמצעות מכשירים אחרים. פחמן הוא אחד המרכיבים העיקריים לחיים, ולכן זה מספק צוהר חדש לחלק חיוני מעצמנו.
למיקרוסקופ שני מרכיבים מרכזיים: לייזר אלקטרוני רך ללא קרני רנטגן; ומראות וולטר מדויקות ביותר, סוג של מראה בשימוש נרחב בטלסקופי רנטגן לצפייה בחלל. המראות נוצרו באמצעות טכנולוגיה שנוצרה על ידי הסופר הראשי Satoru Egawa, עוזר פרופסור של מרכז המחקר למדע וטכנולוגיה מתקדמים באוניברסיטת טוקיו.
לייזר אלקטרוני רך ללא קרני רנטגן סיפק תאורה דופקת במהירות של עשרות פמטו-שניות (כאשר פמט-שנייה אחת היא המיליון ממיליארדית השנייה). משך האולטרה קצר של פעימות הקרינה אפשר לנו לצלם תמונה לפני שמבנה התא החי השתנה על ידי נזקי קרינה. השתמשנו במראות וולטר להארה והדמיה. מראות אלו מספקות שדה ראייה רחב, יכולות לעמוד בפני קרינה מהלייזרים החזקים ואינן מפגינות עיוות צבע, מה שהופך אותן לאידיאליות לצפייה בדגימות באורכי גל שונים".
Satoru Egawa, פרופסור עוזר, מרכז המחקר למדע וטכנולוגיה מתקדמים, אוניברסיטת טוקיו
למרות שלייזרי אלקטרונים רכים ללא קרני רנטגן שימשו בעבר לחקר וירוסים וחיידקים קטנים יותר, תאי יונקים היו גדולים מכדי להיחקר בצורה זו. עם זאת, באמצעות מראות וולטר, הצוות יכול להשיג שדה ראייה רחב יותר ולהשתמש במחזיק דגימה עבה יותר שיכול להחזיק תאים גדולים יותר. התמונות שהתקבלו הראו פרטים על תכולת הפחמן בתאים שלא נראו בשיטות אחרות, כמו מיקרוסקופ אלקטרונים ומיקרוסקופ פלואורסצנטי.
"היה מפתיע עבורנו למצוא מסלול פחמן בין הגרעין (מבנה בגרעין התא, המעורב בתפקוד התא ובהישרדותו) לבין הממברנה הגרעינית (שעוטפת את הגרעין), שלא נצפה במיקרוסקופים של אור נראה, "אמר אגווה.
זמינים לייזרים רכים יותר ללא קרני רנטגן, אשר יאפשרו תמונות ברורות אפילו יותר עם פחות "רעש גרעיני". על ידי הוספת לייזרים בהירים יותר ומראות וולטר מדויקות יותר, הצוות מקווה לשדרג את המיקרוסקופ כך שיוכל לצפות באלמנטים ביוכימיים נוספים. בעזרת זה זה יכול גם לעזור להאיר חלק מהתגובות והאינטראקציות החיוניות המתרחשות בתוך תאים חיים.
