Создан микроскоп с самым большим оптическим разрешением
02.03.2011 15:40

Ученые разработали оптический микроскоп с разрешением до 50 нанометров, дающий возможность в реальном времени наблюдать работу "внутренностей" живых клеток, а также исследовать поведение активных вирусов, передается в статье изобретателей, опубликованной в журнале Nature Communications.

Ученые считают, что новый сферо-наноскоп даст возможность изучить работу вредоносных вирусов и выработать методы борьбы с ними.

До настоящего времени объекты таких масштабов (вирусы) были доступны для исследования только с помощью электронных микроскопов, в которых задействуется сфокусированный пучок электронов, отражающийся от поверхности объекта, помещенного в условия высокого вакуума. Этот метод не позволяет исследовать "внутренности" живых клеток и не дает возможности наблюдать динамические изменения, свойственные для живых систем.

Новый микроскоп, названный создателями сферо-наноскопом, впервые предоставит возможность ученым получить доступ к тонкой организации биологических систем. До настоящего времени минимальные размеры объектов, различимые в окуляры оптических микроскопов, были ограничены пределом в 200 нанометров из-за явления дифракции света - огибания волнами света препятствий, имеющих размеры менее половины длины световой волны. Нижний предел видимого человеком диапазона излучения - фиолетовый свет (примерно 380 нанометров) накладывает ограничения в 200 нанометров.

Более того, такое разрешение было доступно только в дорогостоящих оптических системах, тогда как предел "остроты зрения" стандартных микроскопов составляет порядка 1 микрона - 1000 нанометров.

Альтернативой таким прямым методам исследования в оптическом диапазоне в наше время стали флуоресцентные микроскопы, дающие возможность изучать некоторые детали внутреннего устройства живых клеток с разрешением порядка десятков нанометров посредством внедрения в клетки специальных белковых молекул, светящихся под воздействием ультрафиолета. Увы, вирусы непроницаемы для подобных красителей.

Микроскоп, созданный коллективом ученых под руководством Цзен Бо Вана (Zengbo Wang) из Манчестерского университета в Великобритании дает возможность непосредственно рассматривать объекты с размерами до 50 нанометров, при этом становится возможным отмечать динамические преобразования, свойственные быстроразмножающимся вирусам.

Изобретение базируется на технологии так называемых суперлинз - оптических линз, дающих возможность буквально "захватить" изображение предмета. Изображение образуется за счет световых волн, отражающихся от предмета, однако быстро затухающих по мере распространения. Именно это затухание волн, отраженных от объектов нанометровых масштабов, и приводит к явлению дифракции. Суперлинзы же, расположенные на расстоянии от 200 нанометров от изучаемого объекта, дают возможность захватить отраженные волны и создать на их базе виртуальное изображение изучаемого предмета.

В микроскопе Ванна роль таких суперлинз играют сферы из оксида кремния диаметром от 2 до 9 микрон, установленные непосредственно на поверхность изучаемого образца. "Захваченное" изображение затем многократно увеличивается с помощью обычной оптической системы микроскопа.

"Наиболее часто используемый метод изучения маленьких объектов подразумевает использование электронного микроскопа, однако и в этом случае вы не можете заглянуть внутрь клетки - электроны отражаются только от ее внешней оболочки. Оптические флуоресцентные микроскопы могут "проявить" внутренности живых систем напрямую с помощью внедренных в них красителей, однако эти красители не могут проникнуть внутрь вирусов. Разработанный нами метод прямого наблюдения вирусов и живых клеток без красителей может совершить революцию в подходах к их изучению", - пояснил профессор Лин Ли (Lin Li), один из соавторов публикации.

Читайте также:

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить