Forskningsteam ledet av professor Alexander Rohrbach ved Universitetet i Freiburg
Laseren roterer rundt objektet som undersøkes i forskjellige vinkler 100 ganger per sekund. Hver tiende ms dannes et ultra-høydefinisjonsbilde basert på spredt lys.
Kilde: Rohrbach, Universitetet i Freiburg
"Vi bruker flere fysiske fenomener,kjent fra hverdagen, sier Rohrbach. "Først av alt, det faktum at små gjenstander, som molekyler, virus eller cellulære strukturer, sprer blått lys mest."
Denne spesifisiteten til små gjenstander, som nevntforskere, er det lett å vise på eksemplet med himmelen. Luftmolekyler sprer den blå delen av solspekteret mest, og det er grunnen til at daghimmelen ser blå ut for oss. I sammenheng med mikroskopi sprer små objekter, ifølge forfatterne av utviklingen, og retter inn i kameraet omtrent ti ganger flere blått lyspartikler enn rødt lyspartikler.
Den andre funksjonen, også lånt frai den virkelige verden, har helningsvinkelen som strålen rettes mot objektet som studeres, blitt veldig lav. Forskerne sier at bilder av partikler blir klarere når laserstrålen vippes til objektets plan, akkurat som fingeravtrykk er mer synlige på et glass når de ses i en vinkel til lyset.
I tillegg belyser forskere objektet med en skrå laserstråle sekvensielt fra alle sider for å unngå mulige forvrengninger og artefakter.
ROCS bruker blått, kollimert laserlys som rotererunder skrå vinkler for å danne bilder innen 10 ms. Derfor danner tilbakespredt laserlys et superoppløst bilde på et kamera innen 10 ms ved ganske enkelt å legge sammen sammenhengende bilder (venstre filmdel). Høyre: bildedannelse med 700x slowmo pic.twitter.com/JBcfBLfSec
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 3. januar 2022
Til venstre - individuelle bilder, til høyre - helhetsbildet.
Forskere demonstrerer arbeidmikroskop på ulike cellesystemer. For eksempel har forskere vært i stand til å filme hvordan stimulerte mastceller åpner små porer på bare noen få millisekunder for å skyte sfæriske pellets med uforklarlig høy kraft og hastighet. Granulatet inneholder budbringeren histamin, som i ettertid kan føre til allergiske reaksjoner.
I andre eksperimenter var forskere i stand til å observeremange tusen bilder av hvordan filopodia - de lange, trådformede "fingrene" til makrofager - skanner miljøet etter byttedyr i en kompleks dirrende bevegelse, og hvordan cytoskjelettet deres kan endre seg med tidligere ukjente hastigheter.
Utrolig hvor raske viruslignende (100nm, n=1,4) partikler er, hvordan de prøver å finne det beste bindingspunktet ved cellene (100 Hz ROCS-mikroskopi, 5x slomo) pic.twitter.com/04yGMyWSkQ
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 2. januar 2022
Viruslignende partikler prøver å komme inn i cellen
"Vårt hovedmål var ikke å lage vakre bilder eller filmer med uventet høy celledynamikk - vi ønsket å få ny biologisk kunnskap," sier Rohrbach.
Les mer:
MIT lager en stasjonær varmemotor som utkonkurrerer turbiner
Etter ti års arbeid stilte forskere spørsmålstegn ved standardmodellen for fysikk
Se hvordan soloppgangen ser ut på Mars