Ученые Института физики имени Киренского Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета (Красноярск) и Московского государственного университета имени Ломоносова разработали новый метод визуализации микроскопических объектов. В основе изобретения — принцип так называемых фантомных изображений. Открытие не претендует на роль принципиально нового направления в микроскопии, но может существенно дополнять существующие решения в части визуализации объектов в биологических и медицинских исследованиях и экспериментах. Результаты работы публикует журнал Optics & Laser Technology.
При все возрастающей роли и возможностях электронной микроскопии оптические исследования по-прежнему актуальны — абсолютное большинство рутинных анализов проводится под традиционным оптическим увеличением по заветам изобретателя микроскопа Антони ван Левенгука (1632-1723). Однако у оптического увеличения есть ахиллесова пята — глубина резкости изображения. При малейшем смещении объектива резкость падает, затрудняя или делая невозможным продуктивное изучение образцов.
Исследователи из Красноярска создали оригинальное оборудование для получения фантомных изображений (англ. ghost images). Картинка формируется за счет двух скоррелированных световых полей. Один пучок создается комплексом маломощных однопиксельных фотодетекторов другой — матричным детектором. Пучки накладываются друг на друга, формируя конечное изображение, не зависящее от оптики микроскопа и сопутствующих помех, например вибрации старенького лабораторного холодильника.
Новый подход существенно расширяет возможности трехмерной визуализации микроскопических объектов — клеток, бактериальных культур, образцов биологических тканей, промышленных наноматериалов и т.д.
Важный плюс микроскопии на принципе полипиксельной корреляции в том, что отпадает необходимость использования маркеров, которые необходимы для ориентации исследователя при обычной оптической микроскопии. Метки, будучи чужеродными объектами для чувствительных биопрепаратов, нередко приводят к их порче. Минимизация внешнего вмешательства обеспечит повышение эффективности анализа и диагностики.
Андрей Вьюнышев, один из авторов исследования:
Недавно мы получили патент на изобретение «Фантомный микроскоп». Несмотря на сдержанный оптимизм, впереди ещё очень много работы. Развитие метода фантомной микроскопии является нашей приоритетной задачей, поскольку открывает новые возможности для биомедицинских приложений.
Разработчики подали заявку в Российский научный фонд, надеясь получить поддержку своих исследований и подтвердить приоритет российской науки в новом направлении микроскопии.
