Freiburgin yliopiston professori Alexander Rohrbachin johtama tutkimusryhmä
Laser pyörii tutkittavan kohteen ympäri eri kulmissa 100 kertaa sekunnissa. Joka kymmenes ms muodostuu sironneen valon perusteella ultrateräväpiirtokuva.
Lähde: Rohrbach, Freiburgin yliopisto
"Käytämme useita fyysisiä ilmiöitä,tunnetaan jokapäiväisestä elämästä, Rohrbach sanoo. "Ensinnäkin se, että pienet esineet, kuten molekyylit, virukset tai solurakenteet, hajottavat sinistä valoa eniten."
Tämä pienten esineiden erityispiirre, kuten todettiintiedemiehet, se on helppo osoittaa taivaalla. Ilmamolekyylit hajottavat eniten aurinkospektrin sinistä osaa, minkä vuoksi päivätaivas näyttää meille siniseltä. Mikroskoopin yhteydessä pienet esineet, kehitystyön tekijöiden mukaan, sirottavat ja ohjaavat kameraan noin kymmenen kertaa enemmän sinisiä valohiukkasia kuin punaisia valohiukkasia.
Toinen ominaisuus, myös lainattutodellisessa maailmassa kaltevuuskulma, jossa säde on suunnattu tutkittavaan kohteeseen, on tullut hyvin pieneksi. Tutkijat sanovat, että kuvat hiukkasista selkenevät, kun lasersäde kallistetaan kohteen tasoon, aivan kuten sormenjäljet näkyvät paremmin lasissa, kun niitä tarkastellaan kulmassa valoon nähden.
Lisäksi tutkijat valaisevat kohteen vinolla lasersäteellä peräkkäin joka puolelta mahdollisten vääristymien ja esineiden välttämiseksi.
ROCS käyttää sinistä, kollimoitua pyörivää laservaloavinoissa kulmissa kuvien muodostamiseksi 10 ms:n sisällä. Näin ollen takaisin sironnut laservalo muodostaa superresoluutioisen kuvan kamerassa 10 ms:ssa yksinkertaisesti lisäämällä yhteen koherentit kuvat (vasen elokuvan osa). Oikealla: kuvanmuodostus 700x hidastimella pic.twitter.com/JBcfBLfSec
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 3. tammikuuta 2022
Vasemmalla yksittäiset kuvat, oikealla kokonaiskuva.
Tutkijat esittelevät työtämikroskoopilla eri solujärjestelmissä. Tiedemiehet ovat esimerkiksi pystyneet kuvaamaan, kuinka stimuloidut syöttösolut avaavat pieniä huokosia vain muutamassa millisekunnissa ampuakseen pallomaisia pellettejä selittämättömän suurella voimalla ja nopeudella. Rakeet sisältävät lähetti-histamiinia, joka voi myöhemmin johtaa allergisiin reaktioihin.
Muissa kokeissa tutkijat pystyivät havaitsemaanmonia tuhansia kuvia siitä, kuinka filopodia - makrofagien pitkät, rihmamaiset "sormet" - skannaa ympäristöstään saalista monimutkaisen tärisevän liikkeen avulla ja kuinka niiden sytoskeleton voi muuttua aiemmin tuntemattomalla nopeudella.
Hämmästyttävää, kuinka nopeita viruksen kaltaiset (100 nm, n=1,4) hiukkaset ovat, kuinka ne yrittävät löytää parhaan sitoutumispisteen soluista (100 Hz ROCS-mikroskopia, 5x slomo) pic.twitter.com/04yGMyWSkQ
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 2. tammikuuta 2022
Viruksen kaltaiset hiukkaset yrittävät päästä soluun
"Päätavoitteemme ei ollut luoda kauniita kuvia tai elokuvia odottamattoman korkealla soludynamiikalla - halusimme saada uutta biologista tietoa", Rohrbach sanoo.
Lue lisää:
MIT luo paikallaan pysyvän lämpömoottorin, joka ylittää turbiinit
Kymmenen vuoden työn jälkeen tutkijat kyseenalaistivat fysiikan vakiomallin
Katso miltä auringonnousu näyttää Marsissa