Suốt một thập niên qua, các loại kính hiển vi tân tiến đã tăng cường khả năng quan sát của các nhà sinh vật học đối với những phân tử tạo nên hoặc tác động đến sự sống. Tuy nhiên, kỹ thuật mới có tên gọi kính hiển vi mảng ánh sáng lưới đã tạo ra những hình ảnh và video 3D sắc nét phi thường về các sinh vật sống ở nhiều cấp độ, từ các phân tử đơn lẻ tới những phôi thai thời kỳ đầu.
Kỹ thuật do Eric Betzig, người vừa giành được giải Nobel Hóa học 2014 cách đây vài tuần, và các đồng nghiệp tại Viện Y học Howard Hughes (Mỹ) phát triển. Nó được cho là mang tới một bước tiến nhảy vọt nữa đối với lĩnh vực kính hiển vi quang học.
Kỹ thuật soi kính hiển vi mảng ánh sáng lưới bao gồm việc chiếu sáng mẫu vật từ một bên, quét một chùm ánh sáng mỏng gọi là tia Bessel khắp phạm vi ghi hình ảnh. Các hình ảnh từ phần đó được ghi lại, rồi mẫu vật được dịch chuyển từng chút một và quá trình lặp đi lặp lại.
Các phần 2D sau đó có thể ghép nối thành một hình ảnh 3D. Toàn bộ quá trình thực hiện đủ nhanh để ghi lại các động thái bên trong mẫu vật. Để giảm thời gian quét một khu vực, ông Betzig đã nảy ra ý tưởng phân chia tia Bessel thành 7 phần song song.
Kỹ thuật đã cải thiện khả năng theo dõi bằng hình ảnh của các nhà sinh vật học đối với chuyển động của các cấu trúc nhỏ nhất của tế bào, nhưng cũng luôn kèm theo sự đánh đổi. Việc hình ảnh hóa 3 chiều các tế bào ở độ phân giải cao thường đồng nghĩa với sự hy sinh tốc độ hình ảnh hóa cũng như để các tế bào tiếp cận với lượng lớn độc tố ức chế ánh sáng.
Tuy nhiên, với mảng ánh sáng lưới, nhóm của Betzig hiện có thể tối ưu hóa công nghệ hình ảnh của họ để giúp giải đáp những thắc mắc của các chuyên gia sinh vật học.
