צוות מחקר בראשות פרופסור אלכסנדר רוהרבאך מאוניברסיטת פרייבורג
הלייזר מסתובב סביב האובייקט הנחקר בזוויות שונות 100 פעמים בשנייה. כל עשר אלפיות השנייה נוצרת תמונה בחדות גבוהה במיוחד המבוססת על אור מפוזר.
מקור: Rohrbach, אוניברסיטת פרייבורג
"אנחנו משתמשים בכמה תופעות פיזיקליות,מוכר מחיי היום יום, אומר רוהרבאך. "קודם כל, העובדה שעצמים קטנים, כמו מולקולות, וירוסים או מבנים תאיים, מפזרים הכי הרבה אור כחול".
הספציפיות הזו של חפצים זעירים, כפי שצויןמדענים, קל להראות בדוגמה של השמים. מולקולות האוויר מפזרות הכי הרבה את החלק הכחול של ספקטרום השמש, וזו הסיבה שהשמיים בשעות היום נראים לנו כחולים. בהקשר של מיקרוסקופיה, עצמים קטנים, לפי מחברי הפיתוח, מתפזרים ומכוונים לתוך המצלמה פי עשרה יותר חלקיקי אור כחול מחלקיקי אור אדום.
התכונה השנייה, גם היא בהשאלהבעולם האמיתי, זווית הנטייה שבה הקרן מופנית לעבר האובייקט הנחקר הפכה נמוכה מאוד. החוקרים אומרים שתמונות של חלקיקים הופכות ברורות יותר כאשר קרן הלייזר מוטה למישור האובייקט, בדיוק כפי שטביעות אצבעות נראות יותר על זכוכית כאשר צופים בזווית לאור.
בנוסף, מדענים מאירים את האובייקט בקרן לייזר אלכסונית ברצף מכל הצדדים כדי למנוע עיוותים וחפצים אפשריים.
ROCS משתמש באור לייזר כחול ומסובב המסתובבתחת זוויות אלכסוניות ליצירת תמונות תוך 10 אלפיות השנייה. לפיכך, אור לייזר מפוזר לאחור יוצר תמונה סופר-פתורה במצלמה תוך 10 אלפיות השנייה על ידי הוספת תמונות קוהרנטיות (חלק שמאל של הסרט). מימין: יצירת תמונה עם 700x slowmo pic.twitter.com/JBcfBLfSec
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 3 בינואר 2022
משמאל - תמונות בודדות, מימין - התמונה הכוללת.
חוקרים מדגימים עבודהמיקרוסקופ על מערכות תאים שונות. לדוגמה, מדענים הצליחו לצלם כיצד תאי פיטום מגורים פותחים נקבוביות קטנות תוך מספר אלפיות שנייה כדי לירות כדורים כדוריים בכוח ובמהירות גבוהים באופן בלתי מוסבר. הגרגירים מכילים את השליח היסטמין, שעלול להוביל לאחר מכן לתגובות אלרגיות.
בניסויים אחרים, מדענים הצליחו לצפותאלפים רבים של תמונות של האופן שבו פילופודיה - ה"אצבעות" הארוכות והחוטיות של מקרופאגים - סורקות את סביבתם לאיתור טרף בתנועת רעד מורכבת, וכיצד שלד הציטו שלהם יכול להשתנות בקצבים לא ידועים עד כה.
מדהים כמה מהירים חלקיקים דמויי וירוס (100 ננומטר, n=1.4), איך הם מנסים למצוא את נקודת הקישור הטובה ביותר בתאים (מיקרוסקופיה ROCS 100 הרץ, 5x slomo) pic.twitter.com/04yGMyWSkQ
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 2 בינואר 2022
חלקיקים דמויי וירוס מנסים להיכנס לתא
"המטרה העיקרית שלנו לא הייתה ליצור תמונות או סרטים יפים עם דינמיקת תאים גבוהה באופן בלתי צפוי - רצינו להשיג ידע ביולוגי חדש", אומר רוהרבאך.
קרא עוד:
MIT יוצר מנוע חום נייח שעולה על הטורבינות
לאחר עשר שנים של עבודה, מדענים הטילו ספק במודל הסטנדרטי של הפיזיקה
ראה איך נראית הזריחה על מאדים