AS Kenalkan Mikroskop dengan Resolusi Detail hingga yang Terkecil

Para ilmuwan Amerika telah berhasil menciptakan jenis mikroskop baru yang mampu mengamati interaksi antara struktur nano di dalam sel hidup, dengan resolusi tertinggi yang pernah dicapai tanpa memerlukan penanda fluoresen.

Para ilmuwan di Universitas Stanford (AS) baru saja membuat terobosan besar dalam bidang biologi dengan berhasil menciptakan mikroskop generasi baru yang memungkinkan pengamatan interaksi kompleks antara struktur mikroskopis di dalam sel hidup, dengan resolusi tertinggi yang pernah dicapai tanpa memerlukan pewarna fluoresen.

Teknologi revolusioner ini disebut Mikroskopi Pemindaian Interferometrik (iISM). Dengan kemampuan mencapai resolusi yang mengesankan hingga sekitar 120 nanometer, iISM membuka peluang bagi para peneliti untuk memantau secara langsung, secara real-time, pergerakan, transformasi, dan interaksi organel dan mesin molekuler di dalam sel, tepat di lingkungan alaminya.

iISM memungkinkan pengamatan interaksi kompleks antara struktur mikroskopis di dalam sel hidup, dengan resolusi tertinggi yang pernah dicapai. Gambar: Jim Gensheimer/Universitas Stanford

Informasi tentang penemuan baru ini secara resmi dipublikasikan dalam jurnal ilmiah bergengsi Light: Science and Applications . Profesor W.E. Moerner, yang dianugerahi Hadiah Nobel Kimia pada tahun 2014 dan merupakan salah satu penulis ilSM, menekankan bahwa mikroskop ini memberikan pandangan yang sangat menarik ke dalam struktur rumit di dalam sel – yang sering diibaratkan sebagai kotak kompleks yang mengatur semua fungsi kehidupan kita.

"Sekarang, para ilmuwan dapat mengamati pergerakan mikroskopis ini secara langsung tanpa harus campur tangan dengan menambahkan zat fluoresen apa pun," kata Moerner. Keunggulan terbesar teknologi iISM terletak pada pendekatannya yang "tanpa label". Sementara mikroskop fluoresensi tradisional terbatas hanya menampilkan beberapa struktur dalam satu waktu dan rentan terhadap pemudaran seiring waktu, iISM menawarkan kemampuan yang lebih unggul, menangkap banyak struktur secara bersamaan untuk jangka waktu yang lama.Selain itu, dengan beroperasi pada daya laser yang jauh lebih rendah daripada teknik tanpa label lainnya, perangkat ini meminimalkan risiko merusak sel hidup selama pengamatan.

Rahasia kehebatan iISM terletak pada kombinasi cerdas dari dua teknik canggih: hamburan interferensi dan deteksi kamera array. Alih-alih menggunakan detektor tunggal seperti mikroskop konfokal tradisional, iISM mengumpulkan data dari puluhan hingga ratusan sudut pandang berbeda melalui serangkaian sensor.

Data ini kemudian diproses secara sinkron untuk menghasilkan gambar dengan resolusi lebih tajam dan kontras lebih unggul, mirip dengan cara kerja mata manusia secara sinkron untuk mempersepsikan kedalaman ruang.

Berkat karakteristik unggulnya seperti kemampuan pengamatan berkelanjutan, dampak yang lembut, dan sama sekali tidak merusak struktur alami, teknologi iISM dianggap sebagai alat dengan potensi yang sangat besar di banyak bidang ilmiah. Perangkat ini akan memberikan kontribusi signifikan dalam menjelaskan mekanisme penyakit, memajukan penelitian dan pengembangan obat-obatan baru, serta membantu orang untuk lebih memahami hubungan interaktif antara dunia tumbuhan dan mikroba.

Menurut Dr. Michelle Kueppers, penulis utama studi ini dan saat ini seorang peneliti pascadoktoral di laboratorium Profesor Moerner, iISM tidak diciptakan untuk sepenuhnya menggantikan mikroskop fluoresensi, melainkan kedua teknologi tersebut akan saling melengkapi secara efektif."Dengan menggabungkan secara harmonis ketelitian molekuler teknik fluoresensi dengan kesadaran kontekstual dan kemampuan untuk menangkap dinamika iISM tanpa label, para ilmuwan akan menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan yang sebelumnya sulit dipecahkan dan menantang," kata Kueppers.

Tim peneliti dari Stanford masih aktif mengoptimalkan dan menyempurnakan perangkat tersebut, dengan harapan teknologi ini akan segera tersedia secara luas bagi komunitas penelitian internasional.

Langkah ini diharapkan akan mengantarkan era baru, membantu umat manusia menggali lebih dalam eksplorasi dunia kehidupan yang misterius pada skala nano.