Обычный эспрессо оказался эффективной и безвредной заменой опасным химическим веществам, которые на протяжении многих лет применялись в электронной микроскопии.
Австрийские исследователи продемонстрировали, что кофе способен окрашивать биологические образцы для просвечивающей электронной микроскопии с качеством, сопоставимым с «золотым стандартом» — уранилацетатом. Результаты работы опубликованы в журнале Methods.
Просвечивающая электронная микроскопия дает возможность изучать внутреннюю структуру клеток с нанометровым разрешением. Однако биологические ткани в основном состоят из легких элементов — углерода, кислорода, водорода и азота — которые практически не взаимодействуют с электронным пучком. Без специальной обработки изображение выходит практически бесконтрастным.
Для того чтобы визуализировать клеточные структуры, образцы обычно обрабатывают солями тяжелых металлов. Самым распространенным соединением остается уранилацетат — вещество на основе урана, которое хорошо связывается с мембранами и белками. Однако у него есть серьезные недостатки: он токсичен для почек, радиоактивен, требует строгих мер безопасности, дорогостоящей утилизации и во многих лабораториях вообще запрещен к использованию.
В поисках безопасной замены авторы обратили внимание на неожиданный кандидат — кофе. Идея возникла у специалиста по ультрамикротомии Клаудии Майрхофер после наблюдения за стойкими кофейными пятнами на кружках.
Для эксперимента исследователи приготовили крепкий эспрессо из зерен робусты и использовали его для окрашивания ультратонких срезов тканей данио-рерио. В качестве объекта исследования выбрали митохондрии — органеллы с двойной мембраной, которые хорошо подходят для оценки качества контраста. Образцы также обрабатывали уранилацетатом и чистой хлорогеновой кислотой — одним из ключевых компонентов кофе.
Качество изображений оценивали как визуально, так и с помощью количественного анализа контраста: ученые сравнивали интенсивность пикселей в окрашенных мембранах и окружающих структурах. Оказалось, что эспрессо дает «очень хорошие значения контраста», а в некоторых случаях даже превосходит уранилацетат. Хлорогеновая кислота продемонстрировала схожий эффект, подтвердив, что именно она играет важную роль в окрашивании.
Авторы отметили практическое значение открытия: кофе дешев, доступен, не требует лицензий, вентиляции и радиационной защиты, что может значительно упростить работу лабораторий. Хотя органические соединения кофе легче урана и рассеивают электроны менее эффективно, их плотности оказалось достаточно для получения четких изображений.
Фото: hi-tech.mail.ru