فريق بحث بقيادة البروفيسور ألكسندر رورباخ من جامعة فرايبورغ
يدور الليزر حول الجسم قيد البحث بزوايا مختلفة 100 مرة في الثانية. كل عشر مللي ثانية ، يتم تكوين صورة فائقة الوضوح بناءً على الضوء المتناثر.
المصدر: Rohrbach، University of Freiburg
"نستخدم العديد من الظواهر الفيزيائية ،معروف في الحياة اليومية ، كما يقول رورباخ. "أولا وقبل كل شيء ، حقيقة أن الأجسام الصغيرة ، مثل الجزيئات أو الفيروسات أو الهياكل الخلوية ، تبعثر الضوء الأزرق أكثر من غيرها."
هذه الخصوصية للأشياء الصغيرة ، كما لوحظللعلماء من السهل أن نظهر على مثال السماء. تشتت جزيئات الهواء الجزء الأزرق من الطيف الشمسي أكثر من غيرها ، وهذا هو سبب ظهور سماء النهار لنا باللون الأزرق. في سياق الفحص المجهري ، تقوم الأجسام الصغيرة ، وفقًا لمؤلفي التطوير ، بتشتيت جزيئات الضوء الأزرق وتوجيهها نحو الكاميرا أكثر بعشر مرات من جزيئات الضوء الأحمر.
الميزة الثانية، مستعارة أيضًا منفي العالم الحقيقي، أصبحت زاوية الميل التي يتم بها توجيه الشعاع نحو الجسم قيد الدراسة منخفضة للغاية. يقول الباحثون أن صور الجسيمات تصبح أكثر وضوحًا عندما يتم إمالة شعاع الليزر إلى مستوى الجسم، تمامًا كما تكون بصمات الأصابع أكثر وضوحًا على الزجاج عند النظر إليها بزاوية للضوء.
بالإضافة إلى ذلك ، يضيء العلماء الجسم بشعاع ليزر مائل بالتتابع من جميع الجوانب لتجنب التشوهات والتحف المحتملة.
تستخدم ROCS ضوء الليزر الأزرق ، الموازاة الدوريةتحت زوايا مائلة لتشكيل الصور في غضون 10 مللي ثانية. ومن ثم ، فإن ضوء الليزر الخلفي المبعثر يشكل صورة فائقة الدقة على الكاميرا في غضون 10 مللي ثانية عن طريق إضافة صور متماسكة (جزء الفيلم الأيسر). اليمين: تكوين الصورة مع 700x slowmo pic.twitter.com/JBcfBLfSec
— ألكسندر رورباخ (@AlexRohrbach09) 3 يناير 2022
على اليسار - الصور الفردية ، على اليمين - الصورة العامة.
الباحثون يبرهنون على العملمجهر على أنظمة الخلايا المختلفة. على سبيل المثال ، تمكن العلماء من تصوير كيف تفتح الخلايا البدينة المسام الصغيرة في غضون بضعة أجزاء من الثانية لإطلاق كريات كروية بقوة وسرعة عالية بشكل غير مفهوم. تحتوي الحبيبات على الهيستامين المرسال ، والذي يمكن أن يؤدي لاحقًا إلى تفاعلات حساسية.
في تجارب أخرى ، تمكن العلماء من الملاحظةعدة آلاف من الصور لكيفية الأرجل الخيطية - "أصابع" الضامة الطويلة الخيطية - تفحص بيئتها بحثًا عن فريسة في حركة مرتجفة معقدة ، وكيف يمكن أن يتغير هيكلها الخلوي بمعدلات غير معروفة سابقًا.
مذهل مدى سرعة الجسيمات الشبيهة بالفيروس (100 نانومتر ، ن = 1.4) ، وكيف يحاولون العثور على أفضل نقطة ربط في الخلايا (100 هرتز ROCS المجهري ، 5x slomo) pic.twitter.com/04yGMyWSkQ
— ألكسندر رورباخ (@AlexRohrbach09) 2 يناير 2022
تحاول الجسيمات الشبيهة بالفيروسات الدخول إلى الخلية
يقول رورباخ: "لم يكن هدفنا الرئيسي إنشاء صور جميلة أو أفلام ذات ديناميكيات خلية عالية بشكل غير متوقع - أردنا اكتساب معرفة بيولوجية جديدة".
قراءة المزيد:
ينشئ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا محركًا حراريًا ثابتًا يتفوق على التوربينات
بعد عشر سنوات من العمل ، شكك العلماء في النموذج القياسي للفيزياء
شاهد كيف يبدو شروق الشمس على سطح المريخ