Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь - РИА Новости, 1920, 14.10.2019
Наука

Создан микроскоп, не имеющий предела разрешающей способности

© Фото : UW Physics/A. MakowskiИзображение микротрубочек в образце клеток размером 3х3 микрометра, полученное методом ISM (вверху слева) и новым методом SOFISM (внизу справа)
Изображение микротрубочек в образце клеток размером 3х3 микрометра, полученное методом ISM (вверху слева) и новым методом SOFISM (внизу справа) - РИА Новости, 1920, 20.10.2020
Читать ria.ru в
МОСКВА, 20 окт — РИА Новости. Польские и израильские физики разработали новый метод флуоресцентной микроскопии, позволяющий изучать биологические объекты с беспрецедентной детальностью, в четыре раза превышающей дифракционный предел. Результаты опубликованы в журнале Optica.
Продолжающееся развитие биологии и медицины требует изучения структур и взаимоотношений сверхмалых объектов, например, белков в клетках. Классического оптического микроскопа для этого явно недостаточно, а с помощью электронных микроскопов можно исследовать только неодушевленные предметы, так как образец необходимо помещать в вакуум и бомбардировать электронным лучом.
Из-за волновой природы света объекты, расположенные ближе друг к другу, чем на половину длины волны, что составляет около 250 нанометров, не различимы в оптический микроскоп. Это явление, известное как дифракционный предел — одно из главных препятствий при наблюдении за мельчайшими биологическими структурами. Ученые давно пытаются его преодолеть. За достижения в области флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения были присуждены две Нобелевские премии по физике — в 2008 и 2014 годах.
Методы флуоресцентной микроскопии сегодня активно используют в биологической визуализации, хотя и они имеют некоторые ограничения. Одни, такие как PALM, STORM и STED-микроскопия, обладают сверхвысоким разрешением и позволяют различать объекты, расположенные всего в десятке нанометров друг от друга, но требуют длительного времени воздействия и сложной процедуры подготовки биологических образцов.
Другие — SIM и ISM-микроскопия — просты в использовании, но ограничены по разрешению и позволяют изучать только структуры, размер которых превышает половину дифракционного предела.
Интерференционная картина прохождения фотона (желтый) сквозь молекулу водорода (ядра двух атомов обозначены красным)
Физики измерили самый короткий промежуток времени
Ученые из Лаборатории квантовой оптики физического факультета Варшавского университета в сотрудничестве с коллегами из Института науки Вейцмана в Израиле создали новый метод — сканирующей микроскопии оптических флуктуационных изображений со сверхвысоким разрешением (SOFISM).
По сути, это модификация уже известного метода сканирующего микроскопа изображений (ISM). ISM использует конфокальный микроскоп, в котором единственный детектор заменен детекторной решеткой. В SOFISM вычисляются корреляции интенсивностей, обнаруженных несколькими детекторами. Теоретически измерение корреляций n-го порядка приводит к увеличению разрешения в 2n раза по отношению к дифракционному пределу, считают авторы разработки. То есть, теоретически новый метод не имеет предела разрешающей способности.
"SOFISM — это компромисс между простотой использования и разрешением. Мы считаем, что наш метод заполнит нишу между сложными, трудными в использовании методами, обеспечивающими очень высокое разрешение, и простыми методами низкого разрешения, — приводятся в пресс-релизе Варшавского университета слова руководителя исследования, доктора Радека Лапкевича (Radek Lapkiewicz). — SOFISM не имеет теоретического предела разрешения, и в нашей статье мы демонстрируем результаты, которые в четыре раза лучше дифракционного предела. Мы также показываем, что метод SOFISM имеет высокий потенциал для визуализации трехмерных биологических структур".
Авторы отмечают, что главное преимущество нового метода — его доступность. С технической точки зрения SOFISM требует лишь небольшой модификации широко используемого конфокального микроскопа — замены его фотоумножителя на матричный детектор.
Принципиальная схема детектора XENON1T
Физики зафиксировали возможный сигнал темной материи
 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала