Современная установка позволяет в шесть раз улучшить изображение по сравнению с обычными микроскопами

Современная установка позволяет в шесть раз улучшить изображение по сравнению с обычными микроскопами

Новый метод визуализации, разработанный учеными Гарвардского университета (Harvard University) и Массачусетского госпиталя общего профиля (Massachusetts General Hospital), использует крошечные лазерные частицы, которые позволяют лучше увидеть клеточные структуры в самых глубоких тканях.

Группа исследователей синтезировала «лазерные частицы» в форме маленьких палочек для еды, каждая не толще человеческого волоса. Частицы сделаны из свинца йодида и перовскита материала, который используется в солнечных панелях и эффективно поглощает свет.

Затем исследователи создали простую оптическую установку, подобно традиционным флуоресцентным микроскопам: лазерный луч через линзу проходит в ткань и, благодаря флуоресцентным частицам, освещает ее. Но эти частицы, словно микроскопические фонарики, дают нечеткое освещение. Именно лазерный луч дает более четкое изображение.

В своей работе ученые использовали лазерные светоизлучающие частицы. Когда лазерный луч направлен на частицы, те загораются, излучая нормальный, рассеянный флуоресцентный свет. Но если настроить мощность входящего лазера до определенного порога, то «частицы» будут генерировать лазерное излучение, при этом создавая изображение с разрешением в шесть раз больше, чем при флуоресцентном излучении, которое дает микроскоп.

По мнению ученых, этот метод может оказаться полезным для многих приложений при обработке изображений.

«Новый оптический метод может быть использован для получения изображений конкретной фокальной плоскости или конкретного слоя биологической ткани, говорит один из исследователей Сангьен Чоу (Sangyeon Cho). Теоретически можно осветить лазерным лучом трехмерный образец ткани или сфокусировать его на определенной глубине».

Отличить лазерное излучение от флуоресцентного очень легко с помощью спектрометра. По мнению ученых, их метод особенно эффективен для биологической ткани, в которой свет обычно рассеивается и разрешение «картинки» оказывается слабым. Благодаря же лазерным частицам луч будет лучше освещать ткань и давать четкое изображение.

Для реализации этого метода в живой ткани лазерные частицы должны быть с ними биологически совместимы, чего пока нет. В настоящее время ученые исследуют возможность заставить клетки самим светиться подобно «лазерным частицам».