الفحص المجهري خارج حدود القرار

الفريق البولندي الإسرائيلي بقيادة د. قدم Radek Łapkiewicz من كلية الفيزياء في جامعة وارسو طريقة ثورية جديدة للفحص المجهري والتي من الناحية النظرية ليس لها حد دقة في مجلة "Optica".

تم الإعلان عن البحث من قبل مؤسسة العلوم البولندية (FNP) في اتصال إلى PAP. دكتور. Łapkiewicz هو أحد المستفيدين من برنامج الفريق الأول.

يتطلب تطوير علوم الحياة والطب مراقبة الأجسام الأصغر - على سبيل المثال بنية وتفاعل البروتينات في الخلايا. يجب ألا تختلف العينات التي تمت ملاحظتها عن التركيبات التي تحدث بشكل طبيعي في الجسم - لذلك يجب عدم استخدام الأساليب والكواشف بقوة شديدة.
المجهر الضوئي الكلاسيكي لديه دقة غير كافية. نظرًا للطول الموجي للضوء ، فإن مثل هذا المجهر لا يسمح بتصوير الهياكل الأصغر من حوالي 250 نانومتر (نصف الطول الموجي للضوء الأخضر). لم يعد من الممكن تمييز الكائنات الأقرب من بعضها البعض. هذا ما يعرف بالحد الانعراجي.
يحتوي المجهر الإلكتروني على دقة أعلى بعدة مرات من المجهر الضوئي ، ولكنه يسمح لنا فقط بمراقبة الأجسام الميتة التي توضع في فراغ ويتم قصفها بشعاع إلكتروني. لا يتعلق الأمر بدراسة الكائنات الحية أو العمليات التي تحدث بشكل طبيعي فيها.

مصدر الصورة: Optica Vol.7، Issue 10، pp.1308-1316 (2020) •https://doi.org/10.1364/OPTICA.399600

الحل هو مجهر مضان عالي الدقة (البحث في تطوير هذا المجال من التصوير حصل على جائزة نوبل في عامي 2008 و 2014). كما هو مذكور في البلاغ ، توجد بالفعل العديد من تقنيات الفحص المجهري الفلوري. تتميز طرق PALM أو STORM أو STED بدقة عالية وتسمح بالتمييز بين الكائنات التي لا تفصل بينها سوى عشرة نانومتر. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى وقت تعرض طويل وتحضير معقد للمستحضرات البيولوجية. من ناحية أخرى ، يعد الفحص المجهري لبطاقة SIM أو ISM طرقًا سهلة الاستخدام ، ولكن بدقة محدودة بشكل كبير - فهي تسمح برؤية الهياكل التي تكون أصغر بمرتين من حد الانعراج. دكتور. Radek apkiewicz من مختبر البصريات الكمومية في كلية الفيزياء في جامعة وارسو وألكساندرا أورودا وأدريان ماكوفسكي - طلاب من جامعة وارسو لعلوم الحياة - جنبًا إلى جنب مع فريق دان أورون من معهد وايزمان في إسرائيل ، قاموا بتحسين ISM الحالي وأدخلت تقنية جديدة وهي الفحص المجهري الفائق الدقة لصور التذبذب البصري (SOFISM). تمكنوا من إظهار أنه تم التغلب على حد الانعراج أربع مرات ، وفقًا لـ FNP.

"تقدم SOFISM حلاً وسطًا بين سهولة الاستخدام والحل. ونعتقد أن طريقتنا يمكن أن تملأ المكانة بين التقنيات المعقدة وصعبة الاستخدام وعالية الدقة جدًا والأساليب منخفضة الدقة ولكنها سهلة الاستخدام. لا يوجد لدى SOFISM الحد النظري للدقة ، ولكن في عملنا قدمنا ​​نتائج تجاوزنا فيها حد الانعراج أربع مرات. وفي المقالة أظهرنا أيضًا أن طريقة SOFISM لديها إمكانات عالية لتصوير الهياكل البيولوجية ثلاثية الأبعاد ، كما يقول د. . راديك kapkiewicz ، الذي ورد ذكره في البلاغ.

الطريقة التي طورها علماء فيزياء وارسو سهلة الوصول تقنيًا للغاية. يكفي - كما قرأنا في البيان - إجراء تعديل طفيف على المجهر متحد البؤر المستخدم بشكل شائع في المختبرات (استبدال المضاعف الضوئي بكاشف صفيف SPAD) ، لتمديد وقت القياس قليلاً وتغيير إجراء معالجة البيانات.

"حتى وقت قريب ، كانت أجهزة كشف مصفوفة SPAD باهظة الثمن وغير مناسبة لتطبيقات مثل تطبيقاتنا. لقد تغير هذا الوضع مؤخرًا. وقد تم توفير أجهزة الكشف عن SPAD الجديدة منذ العام الماضي والتي تتضمن كلاً من التكنولوجيا وتم إزالة حواجز الأسعار. لذلك ، نعتقد أن الفلورة المجهرية يمكن أن تصبح تقنيات مثل SOFISM تقنيات شائعة للفحوصات المجهرية في غضون بضع سنوات ". - يؤكد د. Łapkiewicz.

المنشور هو هنا العثور عليها.