นักฟิสิกส์ได้สร้างกล้องจุลทรรศน์แบบหมุนเพื่อจับการเปลี่ยนแปลงที่เล็กที่สุดในเซลล์

ทีมวิจัยนำโดยศาสตราจารย์ Alexander Rohrbach จากมหาวิทยาลัย Freiburg

พัฒนาเทคนิคกล้องจุลทรรศน์เลเซอร์ที่เรียกว่าการกระเจิงต่อเนื่องแบบหมุน (ROCS) เทคโนโลยีนี้ขึ้นอยู่กับการหมุนอย่างรวดเร็วของลำแสงสีน้ำเงิน

เลเซอร์จะหมุนรอบวัตถุภายใต้การตรวจสอบในมุมต่างๆ 100 ครั้งต่อวินาที ทุกๆ 10 ms ภาพที่มีความละเอียดสูงพิเศษจะเกิดขึ้นจากแสงที่กระจัดกระจาย

ที่มา: Rohrbach, University of Freiburg

“เราใช้ปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่างรู้จักกันในชีวิตประจำวัน Rohrbach กล่าว “ประการแรก ความจริงที่ว่าวัตถุขนาดเล็ก เช่น โมเลกุล ไวรัส หรือโครงสร้างเซลล์ กระจายแสงสีน้ำเงินมากที่สุด”

ความจำเพาะของวัตถุขนาดเล็กตามที่ระบุไว้นักวิทยาศาสตร์ก็ง่ายที่จะแสดงบนตัวอย่างท้องฟ้า โมเลกุลของอากาศกระจายส่วนสีน้ำเงินของสเปกตรัมสุริยะมากที่สุด ซึ่งเป็นสาเหตุที่ท้องฟ้าในเวลากลางวันปรากฏเป็นสีฟ้าสำหรับเรา ในบริบทของกล้องจุลทรรศน์ วัตถุขนาดเล็ก ตามที่ผู้เขียนของการพัฒนา กระจาย และโดยตรงเข้าไปในกล้องประมาณสิบเท่าอนุภาคแสงสีฟ้ามากกว่าอนุภาคแสงสีแดง

คุณสมบัติที่สองก็ยืมมาจากในโลกแห่งความเป็นจริง มุมเอียงที่ลำแสงพุ่งตรงไปยังวัตถุที่กำลังศึกษาอยู่นั้นต่ำมาก นักวิจัยกล่าวว่าภาพของอนุภาคจะชัดเจนขึ้นเมื่อลำแสงเลเซอร์เอียงไปที่ระนาบของวัตถุ เช่นเดียวกับที่รอยนิ้วมือจะมองเห็นได้ชัดเจนบนกระจกเมื่อมองจากมุมกับแสง

นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังส่องสว่างวัตถุด้วยลำแสงเลเซอร์เฉียงตามลำดับจากทุกด้านเพื่อหลีกเลี่ยงการบิดเบือนและสิ่งประดิษฐ์ที่อาจเกิดขึ้น

ด้านซ้าย - ภาพแต่ละภาพ ด้านขวา - ภาพโดยรวม

นักวิจัยสาธิตการทำงานกล้องจุลทรรศน์ในระบบเซลล์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์สามารถบันทึกภาพว่าแมสต์เซลล์ที่ถูกกระตุ้นเปิดรูเล็กๆ ได้อย่างไรในเวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีเพื่อยิงเม็ดทรงกลมด้วยแรงและความเร็วสูงที่อธิบายไม่ได้ เม็ดมีสารฮีสตามีนซึ่งสามารถนำไปสู่ปฏิกิริยาแพ้ได้

ในการทดลองอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตได้หลายพันภาพแสดงให้เห็นว่า filopodia - "นิ้ว" ยาวและใยยาวของมาโครฟาจ - สแกนสภาพแวดล้อมของพวกมันเพื่อหาเหยื่อด้วยการเคลื่อนไหวที่สั่นเทาที่ซับซ้อนและโครงร่างโครงร่างของพวกมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในอัตราที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้

อนุภาคคล้ายไวรัสพยายามเข้าสู่เซลล์

“เป้าหมายหลักของเราคือไม่สร้างภาพหรือภาพยนตร์ที่สวยงามด้วยไดนามิกของเซลล์ที่สูงเกินคาด เราต้องการรับความรู้ทางชีววิทยาใหม่” Rohrbach กล่าว

อ่านเพิ่มเติม:

MIT สร้างเครื่องยนต์ความร้อนแบบอยู่กับที่ซึ่งทำงานได้ดีกว่ากังหัน

หลังจากทำงานมา 10 ปี นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์

ดูว่าพระอาทิตย์ขึ้นบนดาวอังคารเป็นอย่างไร