科考队使用蔡司Axio Zoom.V16显微镜发现数百种奇异的生物荧光物种

科考队使用蔡司Axio Zoom.V16显微镜发现数百种奇异的生物荧光物种

带着显微镜向南太平洋出发

德国耶拿/德国慕尼黑,2014年4月15日

来自Baruch 大学的科学家,与美国自然历史博物馆和John B. Pierce实验室合作,近期远航到遥远的所罗门群岛,完成了一个为期三周的奇妙的调研之旅。这次航行的任务就是鉴定和研究能够用于生物医学研究的新的海洋荧光生物。他们发现了180多种新的生物荧光鱼类,并且拍摄到了一系列令人难以置信的前所未见的发光图型。

此次航行的船上载有一个“偷渡者”,它就是由纽约市立大学购买的一台蔡司Axio Zoom.V16显微镜。科学家们使用这台功能全面的显微镜观察和拍摄刚刚捕获的标本,查看新物种,在大屏幕显示器上与他们的合作者分享令人兴奋的新发现,并准备了可以在3-D IMAX电影里使用的IMAX级图像和视频。在空余时间里,他们甚至还在海洋研究船里撰写了一篇论文!

 

在航程中专注于发现可用做医学研究蛋白的生物荧光动物

David Gruber 博士是纽约市立大学Baruch 学院的生物学副教授,同时也是美国自然历史博物馆无脊椎动物学的研究助理。他的研究重点是寻找生物荧光海洋动物和克隆这些蛋白质用于医学研究,他负责此次 博物馆研究项目“ Explore21 Solomon Islands Expedition” 的 Alucia 号航船。此次研究之旅是博物馆支持的实地考察研究之一,具有探索性并且包含了许多新兴技术。

在开往太平洋西南方向澳大利亚东北部的索罗门群岛的航行中,海洋研究船为研究人员提供了一个浮动的实验室,在世界上最多样化的海洋生态区域之一鉴定和研究海洋生物荧光。

Gruber 博士解释说,生物荧光已经改变了医学研究,几乎在每一个科学杂志中都能看到发着荧光的图片。许多科学家在科研中使用水母中的荧光蛋白,他的研究小组已经在 发现的150种珊瑚中发现了大约40种新的生物荧光物种,这使得生物荧光在科研中的应用变得更加有效。“我的研究重点是生物荧光对物种本身的作用,并使用 工程方法将这种蛋白质转化为生物医学研究的使用工具” Gruber 博士说。

他指出,可以有许多不同的方式对生物荧光进行利用,每一天都 有新的应用发现。他举了基因表达的例子,并指出,他和他的团队获得专利的分离的澳大利亚珊瑚礁荧光蛋白,可以用于磷酸化/去磷酸化的癌症药物开发。该 蛋白可用于检测癌症药物;当细胞信号出现时会发生荧光的变化,因此,研究人员可以仔细观察只会受药物影响的某些细胞信号通道。另一个有趣的例子是与 John B. Pierce 实验室合作的 Vincent Pieribone 的发现,他发现了一种荧光分子,可以让科学家观察到由荧光的改变而引起的神经元火花。

在研究船 Alucia 上,科学家使用技术性水肺潜水和3人潜水艇下降到1000米,研究深海珊瑚礁的生物荧光。采用夜间搜索定位生物荧光物种,研究团队使用了在水下几乎不被人 眼所看见的高强度蓝光刺激生物荧光。研究人员利用定制的带黄色滤镜的水下摄像机拍摄活动过程,黄色滤镜能阻挡蓝光和黄光,他们佩戴的眼罩可以让他们看到荧光生物游动时发出的荧光。

他们发现了名副其实的生物荧光鱼类动物园,软骨鱼(鲨鱼和鳐鱼)和硬骨鱼(鳗鱼和狗母鱼),包括许多生活在珊瑚礁中精心伪装的物种。通过成像和采集海岛水域的标本,并在公共水族馆中进行补充研究,研究人员发现了180余种具有生物荧光的鱼类。

成像样品揭示了荧光蛋白和图型

研究小组利用 Axio Zoom.V16 对在船上搜集的样品进行研究和成像。选择 Axio Zoom.V16 是由于它具有出色的光线收集能力并将其可视化,特别是在荧光应用中。

样品被带到船上并成像到IMAX级的照片中,展现了各种令人赞叹的美丽的发光的条纹、漩涡、斑点荧光图型。Gruber 博士解释说,在 Axio Zoom.V16 显微镜上,他们能够通过旋钮在常规的白光模式和荧光模式之间轻松切换。该技术让他们可以使用一台仪器对鱼类在正常阳光下的成像与其发出荧光时的图型叠加。 凭借优异的光学系统,可以做到在聚焦不变时进行放大和缩小。

该显微镜放大倍率极大并且用途广泛,除了用来研究原生动物和微生物生态学,若更换显微镜的物镜则可以用于研究结构较大的样品,例如鱼眼。

当使用荧光模式工作时,Axio Zoom.V16 显微镜优良的光收集能力凸显,因为研究人员观察到的是物种的自然荧光,而不是通过探针或染料染色后的样品。他们曾经观察到一种非常弱的荧光,他们想了解这 是否普遍存在于这些新物种中,通过 Axio Zoom.V16 显微镜的观察让他们轻松的做出了结论。

Gruber 博士对航行收到成果非常欣慰,他说,“20世纪60年代在水螅水母中发现的绿色荧光蛋白,已成为现代生物学家的一个革命性的工具,改变了我们的一切,从艾滋病病毒到大脑工作原理的研究。这项研究表明,生物荧光鱼类可能是另一个新的丰富荧光蛋白宝库。”

为了探索旅行,他特别订制了三个防水手提箱用于装运 Axio Zoom.V16 显微镜。他只是需要另一个千载难逢的机会来展示它。

 

 

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