Учени от Австрия откриха неочаквано приложение на кафето в една от най-прецизните научни техники – електронната микроскопия. Оказва се, че обикновеното еспресо може да служи като ефективна и значително по-безопасна алтернатива на токсичен оцветител, използван от десетилетия в лабораториите по света, съобщава Phys.org, позовавайки се на публикация в списание Methods.

Как работи трансмисионната електронна микроскопия

Трансмисионната електронна микроскопия, известна като ТЕМ, позволява да се изследва вътрешната структура на клетките с изключително висока – нанометрова – разделителна способност. Проблемът е, че биологичните тъкани са изградени основно от леки елементи като въглерод, кислород, водород и азот, които почти не взаимодействат с електронния лъч. Без допълнителна обработка изображенията остават с много слаб контраст и малко полезна информация.

Защо уранил ацетатът е проблем

За да станат клетъчните структури видими, пробите традиционно се обработват със соли на тежки метали. Най-често използваното вещество за тази цел е уранил ацетатът, смятан за „златен стандарт“, тъй като се свързва изключително добре с мембраните и протеините. Наред с това обаче той е радиоактивен, токсичен за бъбреците и изисква строги мерки за безопасност. Съхранението и утилизацията му са скъпи, а в много държави употребата му в лабораторни условия е силно ограничена или напълно забранена.

Кафето като неочаквана алтернатива

В търсенето на по-безопасен заместител изследователи от Технологичния университет в Грац се насочват към на пръв поглед необичаен кандидат – кафето. Идеята хрумва на специалистката по ултрамикротомия Клаудия Майрхофер, след като забелязва колко устойчиви са петната от кафе по керамичните чаши. Това наблюдение я кара да се замисли дали същият ефект не може да се използва и при оцветяване на биологични проби.

Как е проведен експериментът

За нуждите на изследването учените приготвят силно еспресо от зърна робуста и го използват за оцветяване на ултратънки срезове от тъкани на рибки данио рерио, известни още като зебра риби. Като моделна структура са избрани митохондриите – двумембранни клетъчни органели, които са особено подходящи за оценка на контраста при електронна микроскопия.

Пробите са обработени паралелно с еспресо, с уранил ацетат и с чиста хлорогенна киселина – едно от основните биоактивни съединения в кафето. Така учените могат директно да сравнят ефективността на различните вещества.

Резултати от анализа на изображенията

Качеството на получените изображения е оценено както визуално, така и чрез количествен анализ на контраста. Изследователите измерват разликите в интензивността на пикселите между оцветените мембрани и околните структури. Резултатите показват, че еспресото осигурява много добър контраст, а в някои случаи дори надминава този на уранил ацетата.

Хлорогенната киселина демонстрира сходен ефект, което потвърждава предположението, че именно тя играе ключова роля в оцветяването. Макар органичните съединения в кафето да са значително по-леки от урана и да разсейват електроните по-слабо, тяхната концентрация се оказва напълно достатъчна за получаване на ясни и детайлни изображения.

Какво означава това за лабораторната практика

Според авторите на изследването откритието има сериозен практически потенциал. Кафето е евтино, широко достъпно и не изисква специални лицензи, радиационна защита или сложна вентилация. Това би могло значително да улесни работата на много лаборатории, особено в страни с по-строги регулации за работа с радиоактивни и токсични вещества, и да направи електронната микроскопия по-достъпна и безопасна.