Amerykańscy naukowcy zrewolucjonizują mikroskopię świetlną
Naukowcy z kalifornijskiej politechniki przekształcili konwencjonalny mikroskop optyczny w system obrazowania o rozdzielczości "miliardów pikseli". W jaki sposób udało się tego dokonać?
Możliwości mikroskopów są ograniczane przez wady soczewek (tzw. aberracje) oraz zjawiska dyfrakcji i interferencji, które sprawiają, że ostre mogą być tyko obiekty o rozmiarach wielokrotnie większych od długości wykorzystywanej przed dany mikroskop fali. Ograniczenia starano się obejść poprzez stosowanie coraz bardziej skomplikowanych elementów optycznych, które sprawiły, że wysokiej klasy obiektywy są niebotycznie drogie.
Ostatecznie naukowcy stanęli przed wyborem - zobaczyć więcej szczegółów na małym polu widzenia, czy mniej szczegółów na dużym wycinku materiału.
- Znaleźliśmy sposób na pogodzenie tych dwóch światów. Postanowiliśmy potraktować ograniczenia optyki obliczeniowo. Parametry optyczne obiektywu praktycznie przestają mieć znaczenie - wyjaśnia prof. Changhuei Yang z Politechniki Kalifornijskiej.
Z pomocą nowego systemu obrazowania autorzy badań poprawili rozdzielczość konwencjonalnego obiektywu o powiększeniu 2X do poziomu 20X. Uzyskiwane w ten sposób zdjęcia zawierają sto razy więcej informacji niż te otrzymywane z pomocą rozwiązań konwencjonalnych. I co szczególnie istotne - wdrożenie systemu to koszt 200 dol.
- Wielką zaletą naszego rozwiązania jest kompatybilność sprzętu. Jedynym elementem, który trzeba dodać do mikroskopu, jest warstwa oświetlenia LED. Nie trzeba dokonywać żadnych innych modyfikacji. Wszystkim zajmuje się komputer - dodaje Yang.
Nowy system potrzebuje około 150 obrazów o niskiej rozdzielczości. Każdy z nich odpowiada jednej diodzie LED z warstwy. W konsekwencji różne obrazy oświetlane są z różnej strony. Generowaniem ostatecznego zdjęcia o wysokiej rozdzielczości zajmuje się specjalny program.
