Новый материал позволяет достичь лучшего качества у светоотражающих микроскопов

Специальный светоусадочный материал может вдохнуть вторую жизнь в обычные микроскопы, приблизив качество к коллегам со сверхвысоким разрешением.

Новый материал позволяет достичь лучшего качества у светоотражающих микроскопов

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.

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.

Работа, опубликованная в Nature Communications, преодолевает серьезное 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. Но благодаря новому материалу, разрешение обычного микроскопа может приблизиться к 40 нанометрам.

Новый материал позволяет достичь лучшего качества у светоотражающих микроскопов

Источник: Junxiang Zhao

Материал закреплен на предметном столике инвертированного микроскопа.

Технология состоит из предметного стекла микроскопа, покрытого светоусадочным материалом, называемым гиперболическим метаматериалом. Он состоит из чередующихся слоев серебра и кварцевого стекла толщиной в несколько нанометров. По мере прохождения света его длины волн укорачиваются 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 создания изображения с высоким разрешением.

Исследователи протестировали свою технологию с помощью коммерческого инвертированного микроскопа. Они смогли отобразить мелкие детали, такие как актиновые филаменты, в 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. В настоящее время команда дорабатывает технологию для получения изображений с высоким разрешением в трехмерном пространстве.

Читайте также

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

NASA предложило собирать гигантские космические радары с помощью роботов

NASA предложило собирать гигантские космические радары с помощью роботов

Лучшие фотографии полного солнечного затмения 2026 года со всего мира

Лучшие фотографии полного солнечного затмения 2026 года со всего мира