Pētnieku grupa, kuru vadīja Freiburgas Universitātes profesors Aleksandrs Rorbahs
Lāzers griežas ap pētāmo objektu dažādos leņķos 100 reizes sekundē. Ik pēc desmit ms tiek izveidots īpaši augstas izšķirtspējas attēls, pamatojoties uz izkliedētu gaismu.
Avots: Rohrbach, Freiburgas Universitāte
"Mēs izmantojam vairākas fiziskas parādības,zināms no ikdienas, saka Rorbahs. "Pirmkārt, tas, ka mazi objekti, piemēram, molekulas, vīrusi vai šūnu struktūras, visvairāk izkliedē zilo gaismu."
Šī sīko objektu specifika, kā minētszinātnieki, to ir viegli parādīt uz debesu piemēra. Gaisa molekulas visvairāk izkliedē Saules spektra zilo daļu, tāpēc dienas debesis mums šķiet zilas. Mikroskopijas kontekstā mazi objekti, pēc izstrādes autoru domām, izkliedē un kamerā novirza aptuveni desmit reizes vairāk zilās gaismas daļiņu nekā sarkanās gaismas daļiņas.
Otra iezīme, arī aizgūta noreālajā pasaulē slīpuma leņķis, pie kura staru kūlis ir vērsts pret pētāmo objektu, ir kļuvis ļoti zems. Pētnieki saka, ka daļiņu attēli kļūst skaidrāki, kad lāzera stars tiek noliekts pret objekta plakni, tāpat kā pirkstu nospiedumi ir labāk redzami uz stikla, ja tos skatās leņķī pret gaismu.
Turklāt zinātnieki izgaismo objektu ar slīpu lāzera staru secīgi no visām pusēm, lai izvairītos no iespējamiem izkropļojumiem un artefaktiem.
ROCS izmanto zilu, kolimētu rotējošu lāzera gaismuzem slīpiem leņķiem, lai izveidotu attēlus 10 ms laikā. Tādējādi atpakaļ izkliedētā lāzera gaisma veido izcili izšķirtu attēlu kamerā 10 ms laikā, vienkārši saskaitot saskaņotus attēlus (filmas kreisā daļa). Pa labi: attēla veidošana ar 700x slowmo pic.twitter.com/JBcfBLfSec
— Aleksandrs Rorbahs (@AlexRohrbach09) 2022. gada 3. janvāris
Kreisajā pusē - atsevišķi attēli, labajā - kopējais attēls.
Pētnieki demonstrē darbumikroskops uz dažādām šūnu sistēmām. Piemēram, zinātnieki ir spējuši nofilmēt, kā stimulētas tuklo šūnas tikai dažās milisekundēs atver mazas poras, lai ar neizskaidrojami lielu spēku un ātrumu izšautu sfēriskas granulas. Granulas satur vēstnesi histamīnu, kas pēc tam var izraisīt alerģiskas reakcijas.
Citos eksperimentos zinātnieki varēja novērotdaudzi tūkstoši attēlu, kā filopodijas — makrofāgu garie, pavedienainie “pirksti” — sarežģītā drebošā kustībā skenē savu vidi, lai meklētu laupījumu, un kā to citoskelets var mainīties iepriekš nezināmā ātrumā.
Pārsteidzoši, cik ātras ir vīrusiem līdzīgas (100 nm, n=1,4) daļiņas, kā tās cenšas atrast vislabāko saistīšanās punktu šūnās (100 Hz ROCS mikroskopija, 5x slomo) pic.twitter.com/04yGMyWSkQ
— Aleksandrs Rorbahs (@AlexRohrbach09) 2022. gada 2. janvāris
Vīrusiem līdzīgas daļiņas mēģina iekļūt šūnā
"Mūsu galvenais mērķis nebija radīt skaistus attēlus vai filmas ar negaidīti augstu šūnu dinamiku - mēs vēlējāmies iegūt jaunas bioloģiskās zināšanas," saka Rorbahs.
Lasīt vairāk:
MIT izveido stacionāru siltumdzinēju, kas pārspēj turbīnas
Pēc desmit gadu darba zinātnieki apšaubīja fizikas standarta modeli
Skatiet, kā saullēkts izskatās uz Marsa