возможное решение для достижения сверхвысокого разрешения в традиционном световом микроскопе


Одна из первых вещей, которую мы узнаем в лабораториях средней школы, – это преимущества и недостатки оптического микроскопа: увеличение «бесконечно», но узким местом является разрешающая способность. К счастью, с развитием микроскопов и различных типов это сильно изменилось за последние годы, и в последнее время мы все еще наблюдаем больший прогресс в увеличении разрешения.

Недавно мы увидели, как использование алгоритмов может дать рекордное разрешение, даже дифференцируя атомы. И теперь, в ходе аналогичного исследования, они обнаружили покрытие, позволяющее увеличить разрешение нет необходимости менять весь объектив микроскопа.

Не требует модификации микроскопа, и можно наблюдать живой образец.

Хотя в этом случае, наконец, используются алгоритмы, как и команда Корнуэллского университета, ключ к этой работе, опубликованной в Природа это что-то относительно похожее на то, что мы видели в случае линзы, которая фокусировалась сама по себе. Не из-за функции, а из-за того, что специальное покрытие, которое действует как линза высокого разрешения.

Согласно критерию Рэлея, традиционный оптический микроскоп ограничен как свойствами линз, так и дифракцией света, поэтому он существует. ограничение 200 нанометров. То есть, если два объекта отделены друг от друга менее чем на 200 нанометров, мы увидим их вместе.

Учитывая это ограничение разрешения, появились электронные микроскопы с тем преимуществом, что электроны не являются фотонами и позволяют получать изображения с разрешение ниже нанометра, даже достаточно наглядно показывая составные части «скелета» клеток. Конечно, образец должен находиться в вакууме (то есть быть инертным), и это более дорогие микроскопы, чем многие из относительно продвинутых оптических приборов.

В этот момент вмешались алгоритм Корнуэлла + система искусственного интеллекта, а также команда инженеров из Университета Сан-Диего (Калифорния). То, что они создали, по их описанию, гиперболический метаматериал Это позволяет вам управлять светом, уменьшает рассеяние видимого света, создавая что-то вроде узора из световых пятен, так сказать.

Супер художественное разрешение Художественная визуализация технологии высокого разрешения на основе гиперболического метаматериального покрытия. Клетки животных (красная область) помещаются под это покрытие, и создается несколько изображений, которые затем обрабатываются для получения одного изображения с высоким разрешением. Картина:Университет Сан-Диего (Калифорния)

Это «пятно света» освещает образец под разными углами, так что он фиксируется серия изображений с низким разрешением. Каждое из этих изображений выделяет часть, поэтому используется алгоритм для их объединения для получения окончательного изображения с высоким разрешением.

Разрешение, полученное в этом случае, не такое высокое, как то, которое мы упоминали о системе, разработанной исследователями Корнуэлла, но, как объяснялось в этом случае, это позволило бы увеличить разрешение традиционного оптического микроскопа до 40 нанометров, а это уже много. Прежде всего потому, что с его помощью можно было бы наблюдать живые образцы, с помощью которых можно было бы лучше визуализировать не только определенные структуры, но и процессы, которые осуществляются в молекулярном масштабе (фагоцитоз, деление клеток и т. Д.).

Следовательно, это, возможно, более жизнеспособное решение, чем разрешение, которое позволило нам видеть атомы, поскольку в этом случае не требует так много ресурсов техники. Мы увидим, станет ли это потенциальным решением для повышения производительности многих оптических микроскопов, которые ежедневно используются во многих лабораториях и учреждениях.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *