Výskumný tím pod vedením profesora univerzity vo Freiburgu Alexandra Rohrbacha
Laser rotuje okolo skúmaného objektu pod rôznymi uhlami 100-krát za sekundu. Každých desať ms sa na základe rozptýleného svetla vytvorí obraz s ultra vysokým rozlíšením.
Zdroj: Rohrbach, Univerzita vo Freiburgu
„Používame niekoľko fyzikálnych javov,známy z každodenného života, hovorí Rohrbach. "V prvom rade skutočnosť, že malé predmety, ako sú molekuly, vírusy alebo bunkové štruktúry, najviac rozptyľujú modré svetlo."
Táto špecifickosť malých predmetov, ako bolo uvedenévedcov, je ľahké ukázať na príklade oblohy. Molekuly vzduchu najviac rozptyľujú modrú časť slnečného spektra, a preto sa nám denná obloha javí ako modrá. V kontexte mikroskopie malé predmety podľa autorov vývoja rozptyľujú a smerujú do kamery asi desaťkrát viac častíc modrého svetla ako častíc červeného svetla.
Druhá vlastnosť, tiež požičaná zv reálnom svete sa uhol sklonu, pod ktorým je lúč nasmerovaný na skúmaný objekt, veľmi znížil. Vedci tvrdia, že obrázky častíc sú jasnejšie, keď sa laserový lúč nakloní k rovine objektu, rovnako ako sú odtlačky prstov viditeľnejšie na skle pri pohľade pod uhlom voči svetlu.
Vedci navyše objekt osvetľujú šikmým laserovým lúčom postupne zo všetkých strán, aby sa vyhli možným skresleniam a artefaktom.
ROCS využíva modré rotujúce kolimované laserové svetlopod šikmými uhlami na vytvorenie obrázkov do 10 ms. Spätne rozptýlené laserové svetlo teda vytvorí super-rozlíšený obraz na kamere do 10 ms jednoduchým sčítaním koherentných obrázkov (ľavá časť filmu). Vpravo: tvorba obrazu so 700-násobným spomalením pic.twitter.com/JBcfBLfSec
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 3. januára 2022
Vľavo - jednotlivé obrázky, vpravo - celkový obrázok.
Výskumníci demonštrujú prácumikroskop na rôznych bunkových systémoch. Vedcom sa napríklad podarilo nafilmovať, ako stimulované žírne bunky otvárajú malé póry v priebehu niekoľkých milisekúnd, aby vystrelili sférické pelety nevysvetliteľne vysokou silou a rýchlosťou. Granule obsahujú posol histamín, ktorý môže následne viesť k alergickým reakciám.
V ďalších experimentoch sa vedcom podarilo pozorovaťmnoho tisíc obrázkov toho, ako filopódia – dlhé, vláknité „prsty“ makrofágov – skenujú svoje prostredie a hľadajú korisť v komplexnom chvejúcom sa pohybe a ako sa ich cytoskelet môže meniť dovtedy neznámou rýchlosťou.
Úžasné, aké rýchle sú častice podobné vírusu (100nm, n=1,4), ako sa snažia nájsť najlepší väzbový bod v bunkách (100 Hz ROCS mikroskopia, 5x slomo) pic.twitter.com/04yGMyWSkQ
— Alexander Rohrbach (@AlexRohrbach09) 2. januára 2022
Častice podobné vírusom sa pokúšajú dostať do bunky
„Naším hlavným cieľom nebolo vytvárať nádherné obrázky alebo filmy s neočakávane vysokou dynamikou buniek – chceli sme získať nové biologické poznatky,“ hovorí Rohrbach.
Čítaj viac:
MIT vytvára stacionárny tepelný motor, ktorý prekonáva turbíny
Po desiatich rokoch práce vedci spochybnili štandardný model fyziky
Pozrite sa, ako vyzerá východ slnka na Marse