Onderzoeksteam onder leiding van professor Alexander Rohrbach van de Universiteit van Freiburg
De laser draait 100 keer per seconde rond het onderzochte object onder verschillende hoeken. Elke tien ms wordt een ultra-high-definition beeld gevormd op basis van verstrooid licht.
Bron: Rohrbach, Universiteit van Freiburg
“We gebruiken verschillende fysieke verschijnselen,bekend uit het dagelijks leven, zegt Rohrbach. “Allereerst het feit dat kleine objecten, zoals moleculen, virussen of celstructuren, blauw licht het meest verstrooien.”
Deze specificiteit van kleine objecten, zoals opgemerktwetenschappers, is het gemakkelijk om het voorbeeld van de lucht aan te tonen. Luchtmoleculen verstrooien het blauwe deel van het zonnespectrum het meest, daarom lijkt de hemel overdag blauw voor ons. In de context van microscopie verspreiden kleine objecten, volgens de auteurs van de ontwikkeling, ongeveer tien keer meer blauwe lichtdeeltjes dan rode lichtdeeltjes in de camera.
De tweede speelfilm, eveneens ontleend aanIn de echte wereld is de hellingshoek waaronder de straal op het te bestuderen object is gericht erg laag geworden. De onderzoekers zeggen dat afbeeldingen van deeltjes duidelijker worden wanneer de laserstraal naar het vlak van het object wordt gekanteld, net zoals vingerafdrukken beter zichtbaar zijn op een glas wanneer ze vanuit een hoek ten opzichte van het licht worden bekeken.
Bovendien verlichten wetenschappers het object met een schuine laserstraal achtereenvolgens van alle kanten om mogelijke vervormingen en artefacten te voorkomen.
ROCS gebruikt blauw, gecollimeerd laserlicht dat roteertonder schuine hoeken om beelden te vormen binnen 10 ms. Daarom vormt achterwaarts verstrooid laserlicht binnen 10 ms een super-opgelost beeld op een camera door simpelweg coherente beelden bij elkaar op te tellen (linker filmdeel). Rechts: beeldvorming met 700x slowmo pic.twitter.com/JBcfBLfSec
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 3 januari 2022
Links - individuele afbeeldingen, rechts - het totaalbeeld.
Onderzoekers demonstreren werkmicroscoop op verschillende celsystemen. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld kunnen filmen hoe gestimuleerde mestcellen in slechts enkele milliseconden kleine poriën openen om bolvormige korrels te schieten met onverklaarbaar hoge kracht en snelheid. De korrels bevatten de boodschapper histamine, wat vervolgens kan leiden tot allergische reacties.
In andere experimenten waren wetenschappers in staat om te observeren:vele duizenden afbeeldingen van hoe filopodia - de lange, filamenteuze "vingers" van macrofagen - hun omgeving scannen op prooien in een complexe trillende beweging, en hoe hun cytoskelet kan veranderen met voorheen onbekende snelheden.
Verbazingwekkend hoe snel virusachtige (100 nm, n=1,4) deeltjes zijn, hoe ze het beste bindingspunt bij de cellen proberen te vinden (100 Hz ROCS-microscopie, 5x slomo) pic.twitter.com/04yGMyWSkQ
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 2 januari 2022
Virusachtige deeltjes proberen de cel binnen te komen
"Ons hoofddoel was niet om mooie beelden of films te maken met een onverwacht hoge celdynamiek - we wilden nieuwe biologische kennis opdoen", zegt Rohrbach.
Lees verder:
MIT creëert een stationaire warmtemotor die beter presteert dan turbines
Na tien jaar werk zetten wetenschappers vraagtekens bij het standaardmodel van de natuurkunde
Zie hoe zonsopgang eruit ziet op Mars