Изследователски екип, ръководен от професора Александър Рорбах от университета във Фрайбург
Лазерът се върти около изследвания обект под различни ъгли 100 пъти в секунда. На всеки десет ms се формира изображение с ултра висока разделителна способност на базата на разсеяна светлина.
Източник: Rohrbach, Университет във Фрайбург
„Използваме няколко физически явления,познато от ежедневието, казва Рорбах. "На първо място, фактът, че малки обекти, като молекули, вируси или клетъчни структури, разпръскват най-много синя светлина."
Тази специфика на малките обекти, както беше отбелязаноучени, това е лесно да се покаже на примера на небето. Молекулите на въздуха разпръскват най-много синята част от слънчевия спектър, поради което дневното небе ни изглежда синьо. В контекста на микроскопията малките обекти, според авторите на разработката, разпръскват и насочват в камерата около десет пъти повече сини светлинни частици, отколкото частици червена светлина.
Втората характеристика, също заимствана отреален свят, ъгълът на наклон, под който лъчът е насочен към обекта, който се изследва, е станал много нисък. Изследователите казват, че изображенията на частици стават по-ясни, когато лазерният лъч се наклони към равнината на обекта, точно както пръстовите отпечатъци са по-видими върху стъкло, когато се гледа под ъгъл спрямо светлината.
Освен това учените осветяват обекта с кос лазерен лъч последователно от всички страни, за да избегнат възможни изкривявания и артефакти.
ROCS използва синя, колимирана лазерна светлина, въртяща сепод наклонени ъгли за образуване на изображения в рамките на 10 ms. Следователно, разпръснатата назад лазерна светлина образува супер-разрешено изображение на камерата в рамките на 10 ms чрез просто добавяне на кохерентни изображения (лява част от филма). Вдясно: формиране на изображение със 700x slowmo pic.twitter.com/JBcfBLfSec
— Александър Рорбах (@AlexRohrbach09) 3 януари 2022 г
Отляво - отделни изображения, отдясно - цялостното изображение.
Изследователите демонстрират работамикроскоп върху различни клетъчни системи. Например, учените успяха да заснемат как стимулираните мастоцити отварят малки пори само за няколко милисекунди, за да изстрелят сферични пелети с необяснимо висока сила и скорост. Гранулите съдържат месинджъра хистамин, който впоследствие може да доведе до алергични реакции.
В други експерименти учените успяха да наблюдаватмного хиляди изображения на това как филоподията - дългите нишковидни "пръсти" на макрофагите - сканират околната среда за плячка в сложно трептящо движение и как техният цитоскелет може да се променя с неизвестни досега скорости.
Удивително колко бързи са вирусоподобните (100nm, n=1.4) частици, как се опитват да намерят най-добрата точка на свързване в клетките (100 Hz ROCS микроскопия, 5x slomo) pic.twitter.com/04yGMyWSkQ
— Александър Рорбах (@AlexRohrbach09) 2 януари 2022 г
Вирусоподобни частици се опитват да влязат в клетката
„Основната ни цел не беше да създаваме красиви изображения или филми с неочаквано висока клетъчна динамика – искахме да придобием нови биологични знания“, казва Рорбах.
Прочетете още:
MIT създава стационарен топлинен двигател, който превъзхожда турбините
След десет години работа учените поставиха под въпрос стандартния модел на физиката
Вижте как изглежда изгревът на Марс