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显微镜下令人炫目的DNA晶体:变化似万花筒

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林登·格莱德希尔(Linden Gledhill)是一位生物化学家,同时也是一位摄影师,他大部分的业余时间都在观察显微镜下的世界。

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白天,格莱德希尔的工作是开发治疗癌症的药物,其余时间则是在拍摄各种高放大倍数的显微图片,包括从精致的雪花到奇妙的干涉图案。

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最近,格莱德希尔开始对DNA晶体着迷,显微镜下的这些结晶给人以迷幻的效果。

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“第一次看到这些结晶的DNA时,我浑身起了鸡皮疙瘩,”格莱德希尔说,“以前我在研究论文中见到过一些图片,但是直接看到的时候,我还是没有准备好,它们实在是美得太惊艳了。”

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在悬浮着一条双螺旋分子的溶液逐渐蒸发时,DNA晶体就会形成,而且其形状会由于双链存储的信息不同而改变。

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在交叉偏振光下,这些DNA晶体展示出类似万花筒的颜色和形状变化。格莱德希尔说:“晶体结构的千变万化令人惊叹。”

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科学家尝试了许多方法才学会捕捉这些微小的奇观。格莱德希尔一开始将一片盖玻片盖在高浓度的合成DNA溶液上面。他取用的是短片段,因为短片段趋向于形成更为多样的形状。

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随着液体蒸发,晶体开始迅速形成。格莱德希尔利用接在显微镜上的佳能EOS 5D mark II相机,在高达10000倍的放大倍数下进行拍摄。

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格莱德希尔拍出来的照片与教科书上的分子图片完全不同,更像是饱含迷幻色彩的艺术作品。

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在大约三个月里的夜间和周末时间,格莱德希尔都在进行DNA晶体拍摄,他一共拍了约15000张图片,并制作了视频和GIF动图,以展示晶体形成的整个过程。

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格莱德希尔将相机设置成定时拍摄,捕捉了数千张图片,在制作视频时每一秒需要24张图片。

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“复杂性在于,你不知道会形成什么样的形状,也不知道会有多漂亮,因此很大程度上是碰碰运气。”格莱德希尔说道。

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拍摄的过程实际上是非常令人有成就感的。在自己的主业中,格莱德希尔可能会花费数月,甚至数年的时间开发一种药物,还不确定这种药物是否能像预想的那样奏效;而在拍摄过程中,相机会很快给出结果。

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格莱德希尔说:“我的摄影项目通常会在几个星期里完成,因此几乎都是立即体验到满足感。”

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这组图片还将帮助“自闭症之声”(Autism Speaks)组织的“MSSNG”活动筹集资金,以创建一个开源的、来自自闭症患者及其家庭成员的基因组测序数据库。

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格莱德希尔计划将这一拍摄项目继续下去。他觉得每条DNA的分子链都具有令人惊叹的可能性。

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许多变量,如分子结构、盐溶液的组成甚至是室内的温度,都可能影响DNA晶体的形状。“还有许多其他的形状和样式等待发现,”格莱德希尔说,“将其他条件与多样的显微镜光学设置结合起来,会产生几乎无穷无尽的组合。”

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