Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 606

Разработан материал, улучшающий разрешение обычного светового микроскопа

Разработан материал, улучшающий разрешение обычного светового микроскопа
Инженеры разработали технологию, которая улучшает разрешение обычного светового микроскопа, так что его можно использовать для непосредственного наблюдения за более тонкими структурами и деталями в живых клетках.

Инженеры-электрики из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали технологию, которая улучшает разрешение обычного светового микроскопа, так что его можно использовать для непосредственного наблюдения за более тонкими структурами и деталями в живых клетках, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Communications.

Эта технология превращает обычный световой микроскоп в так называемый микроскоп сверхвысокого разрешения. В нем используется специально разработанный материал, который укорачивает длину волны света при освещении образца - именно этот сжатый свет позволяет микроскопу получать изображения с более высоким разрешением.

«Этот материал преобразует свет с низким разрешением в свет с высоким разрешением, - сказал Чжаовей Лю, профессор электротехники и компьютерной инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего. - Это очень просто и легко использовать. Просто поместите образец на материал, а затем поместите все это под обычный микроскоп - никаких сложных модификаций не требуется».

Работа преодолевает большое ограничение обычных световых микроскопов: низкое разрешение. Световые микроскопы полезны для визуализации живых клеток, но их нельзя использовать, чтобы увидеть что-то меньшее. Обычные световые микроскопы имеют предел разрешения 200 нанометров, что означает, что любые объекты, расположенные ближе этого расстояния, не будут наблюдаться как отдельные объекты. И хотя существуют более мощные инструменты, такие как электронные микроскопы, которые позволяют видеть субклеточные структуры, их нельзя использовать для визуализации живых клеток, потому что образцы необходимо помещать в вакуумную камеру.

«Основная задача - найти технологию с очень высоким разрешением, безопасную для живых клеток», - сказал Лю.

Технология, разработанная командой Лю, сочетает обе функции. С его помощью обычный световой микроскоп можно использовать для получения изображений живых субклеточных структур с разрешением до 40 нанометров.

Технология состоит из предметного стекла микроскопа, покрытого сжимающим свет материалом, называемым гиперболическим метаматериалом. Он состоит из чередующихся слоев серебра и кварцевого стекла толщиной в несколько нанометров. По мере прохождения света его длины волн сокращаются и рассеиваются, образуя серию случайных пятнистых узоров с высоким разрешением. Когда образец помещается на предметное стекло, он по-разному освещается этой серией пятнистых световых узоров. Это создает серию изображений с низким разрешением, которые все захватываются, а затем собираются вместе с помощью алгоритма реконструкции для получения изображения с высоким разрешением.

Исследователи проверили свою технологию с помощью коммерческого инвертированного микроскопа. Они смогли отобразить мелкие детали, такие как актиновые филаменты, во флуоресцентно меченных клетках Cos-7 - особенности, которые нельзя четко различить с помощью самого микроскопа. Технология также позволила исследователям четко различать крошечные флуоресцентные шарики и квантовые точки, расположенные на расстоянии от 40 до 80 нанометров друг от друга.

По словам исследователей, технология сверхвысокого разрешения имеет большой потенциал для высокоскоростной работы. Их цель - объединить высокую скорость, сверхвысокое разрешение и низкую фототоксичность в одной системе для визуализации живых клеток.

Команда Лю сейчас расширяет технологию, чтобы получать изображения с высоким разрешением в трехмерном пространстве. В данной статье показано, что с помощью этой технологии можно получать изображения с высоким разрешением в двухмерной плоскости. Команда Лю ранее опубликовала документ, показывающий, что эта технология также способна получать изображения со сверхвысоким осевым разрешением (около 2 нанометров). Сейчас они работают над их объединением.

[фото: eurekalert.org]

Источник: www.eurekalert.org

длина волны света материал микроскоп световой микроскоп

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.