Eenvoudige diacoating verbetert de microscopieresolutie

Een door licht aangedreven microscoop heeft een resolutie van ongeveer 200 nanometer.Dit maakt het onmogelijk om monsters kleiner of dichter bij elkaar te observeren. ingenieurs in Universiteit van Californië, San Diego Ik heb een slimme manier gevonden om resolutie verbeteren Dan een traditionele microscoop, maar verrassend genoeg bevat het geen upgrades voor de lenzen of optica binnenin.

Volgens de Rayleigh Criterion-theorie, voorgesteld door John William Strutt, 3de Baron Rayleigh, in 1896, wordt de nauwkeurigheid van een conventionele op licht gebaseerde microscoop niet alleen beperkt door de optische mogelijkheden van glazen lenzen, maar ook door de aard van licht zelf, als een resultaat van de diffractie die optreedt wanneer lichtstralen worden gebogen. beperking betekent dat: Een waarnemer die door een microscoop kijkt naar twee dingen die Op een afstand dichterbij dan 200 nm zullen ze worden gezien als a één voorwerp.

Ter vergelijking: elektronenmicroscopen schieten een monster met een hogere concentratie In plaats van zichtbaar licht kan een elektronenbundel en een resolutie van minder dan één nanometer worden bereikt. er is een wisselwerking, Aangezien specimens die door een elektronenmicroscoop worden waargenomen, in een vacuümkamer moeten worden geplaatst, heeft dit echter het ongelukkige nadeel dat levende organismen worden gedood, dus het is niet mogelijk om cellen en andere levende verschijnselen in actie te observeren. daten, Er was geen keuze tussen, maar het lijkt erop dat dit precies is wat deze ingenieurs hebben uitgevonden.

Technische presentatie van de nieuwe ultraresolutiemicroscopietechnologie. Dierlijke cellen (in rood) worden gesuperponeerd op een objectglaasje bedekt met een hyperbolische meerlagige supernatant. Een nanogestructureerd licht (blauw) wordt gegenereerd door het metamateriaal en verlicht vervolgens dierlijke cellen.”
Verduidelijking: Eun Yo Lee – Universiteit van Californië, San Diego

Om een ​​zogenaamde ‘superresolutiemicroscoop’ te maken, hebben de ingenieurs de microscoop eigenlijk helemaal niet geüpgraded. In plaats daarvan ontwikkelden ze een hyperbolisch metamateriaal – materialen met unieke structuren die omgaan met licht, oorspronkelijk ontwikkeld om optische beeldvorming te verbeteren – dat wordt aangebracht op een microscoopglaasje waarop het monster wordt geplaatst. Dit speciale hyperbolische metamateriaal is gemaakt van “nanometerdunne afwisselende lagen zilver en silicaglas” die het effect hebben van het verkorten en verstrooien van golflengten van zichtbaar licht dat er doorheen gaat, wat resulteert in een reeks willekeurige gespikkelde patronen.

Deze gevlekte lichtpatronen belichten het monster op het microscoopglaasje vanuit verschillende hoeken, waardoor een reeks afbeeldingen met een lage resolutie kan worden gemaakt, die elk een ander deel benadrukken. Deze beelden worden vervolgens ingevoerd in een reconstructie-algoritme dat ze intelligent verzamelt en een beeld met hoge resolutie uitzendt.

Vergelijking van beelden gemaakt met een optische microscoop zonder hyperbolisch metamateriaal (links) en met hyperbolisch metamateriaal (rechts): quantum dots.

Vergelijking van beelden gemaakt met een optische microscoop zonder hyperbolisch metamateriaal (links) en met hyperbolisch metamateriaal (rechts): quantum dots.
foto: Universiteit van Californië, San Diego

Het verschilt niet van de sensorverschuivingsbenadering die in sommige digitale camera’s wordt gebruikt om beelden met een superresolutie te produceren waarbij de beeldsensor enigszins in verschillende richtingen wordt bewogen terwijl meerdere foto’s worden gemaakt en vervolgens wordt gecombineerd om alle extra vastgelegde details te combineren. Deze technologie – gedetailleerd in de krant onlangs gepubliceerd In Nature Communications zou het de resolutie van een conventionele optische microscoop kunnen verhogen tot 40 nanometer, terwijl het nog steeds mogelijk is om levende organismen te observeren. Ze kunnen nog steeds niet concurreren met wat elektronenmicroscopen kunnen, maar ze zijn niet minder belangrijk omdat ze zo gemakkelijk de mogelijkheden kunnen verbeteren van veiligere en meer betaalbare apparaten die al in laboratoria over de hele wereld worden gebruikt.

READ  Zie: NASA's sonde legt verbluffende nieuwe beelden van Ganymedes vast

You May Also Like

About the Author: Tatiana Roelink

'Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.'

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *