Австрийские ученые сделали сенсационное открытие: обычный эспрессо может служить безопасной и эффективной заменой опасным химическим веществам, использовавшимся в электронной микроскопии. В своей статье, опубликованной в журнале Methods, исследователи продемонстрировали, что кофе способен окрашивать биологические образцы с качеством, сопоставимым с традиционным — уранилацетатом.
Электронная микроскопия и ее сложности
Просвечивающая электронная микроскопия позволяет исследовать внутренние структуры клеток с нанометровым разрешением. Однако биологические ткани, состоящие из легких элементов, таких как углерод, кислород, водород и азот, практически не взаимодействуют с электронным пучком. Именно поэтому без специальной обработки изображения получаются практически бесконтрастными.
Токсичные альтернативы и кофе как решение
Чтобы сделать клеточные структуры видимыми, традиционно используются соли тяжелых металлов. Наиболее распространенным из них является уранилацетат — соединение на основе урана, которое эффективно связывается с мембранами и белками, но при этом обладает серьезными недостатками: его токсичность, радиоактивность и необходимость строгих мер безопасности. Эти ограничения часто делают его применение в лабораториях сложным и дорогостоящим.
В ответ на эту проблему исследователи обратили свой взгляд на неожиданного кандидата — кофе. Идея пришла в голову Клаудии Майрхофер после наблюдений за стойкими пятнами от кофе на кружках. В ходе эксперимента ученые приготовили крепкий эспрессо из зерен робусты и использовали его для окрашивания ультратонких срезов тканей данио-рерио, акцентировав внимание на митохондриях — органеллах с двойной мембраной.
Успехи в исследованиях
Для сравнения качества контраста образцы также обрабатывали уранилацетатом и чистой хлорогеновой кислотой, ключевым компонентом кофе. В результате количественного анализа контраста оказалось, что эспрессо обеспечивает «очень хорошие значения контраста», а в некоторых случаях даже превосходит уранилацетат. Хлорогеновая кислота показала аналогичные результаты, подтвердая, что именно она играет важную роль в процессе окрашивания.
Исследователи подчеркнули значимость этого открытия: кофе является доступным и недорогим материалом, который не требует лицензий, вентиляции и радиационной защиты, что может существенно упростить работу лабораторий. Несмотря на то что органические соединения кофе легче урана и менее эффективно рассеивают электроны, их плотности оказалось достаточно для получения четких изображений.
