Ερευνητές στην Ελβετία κατασκεύασαν αυτό που ισχυρίζονται ότι είναι το απλούστερο αντικείμενο μικροσκοπίου που κατασκευάστηκε ποτέ. Η συσκευή, η οποία περιλαμβάνει μόνο δύο οπτικά εξαρτήματα, βασίζεται στον κλασικό σχεδιασμό του τηλεσκοπίου Schmidt και λειτουργεί σε μια ποικιλία υγρών εμβάπτισης καθώς και αέρα. Επειδή ο νέος στόχος έχει μεγαλύτερο οπτικό πεδίο και μεγαλύτερη απόσταση εργασίας από τις τυπικές συσκευές, οι ερευνητές λένε ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την απεικόνιση μεγάλων οργάνων και ακόμη και ολόκληρων οργανισμών.
«Η δουλειά μας είναι ένα πρώτο βήμα προς την επανεξέταση του τρόπου με τον οποίο μπορούν να δημιουργηθούν μελλοντικοί στόχοι μικροσκοπίου για εφαρμογές μικροσκοπίου υψηλής απόδοσης», λέει. Fabian Voigt, ο οποίος ηγήθηκε της ομάδας ανάπτυξης στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης και τώρα είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ στις ΗΠΑ.
Τον τελευταίο ενάμιση αιώνα, επισημαίνει ο Voigt, οι περισσότεροι μικροσκοπικοί στόχοι που χρησιμοποιούνται στη βιοαπεικόνιση έχουν κατασκευαστεί με φακούς. Τα σχέδια που βασίζονται σε καθρέφτες έχουν σε μεγάλο βαθμό παραμεληθεί, αλλά έχουν ένα μεγάλο πλεονέκτημα: σε αντίθεση με τους συμβατικούς αντικειμενικούς φακούς, η συμπεριφορά τους δεν εξαρτάται από τον δείκτη διάθλασης. Αυτό σημαίνει ότι οι καθρέφτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή των λεγόμενων αντικειμένων πολλαπλής βύθισης που μπορούν να παράγουν ευκρινή εικόνα όταν βυθίζονται σε πολλά διαφορετικά υγρά.
Ο στόχος Schmidt
Ο Voigt και ο δικός του συναδέλφους στη Ζυρίχη δημιούργησαν τον νέο τους στόχο που βασίζεται σε καθρέφτη μιμούμενος το σχέδιο ενός πολύ παλαιότερου οργάνου: του τηλεσκοπίου Schmidt. Αυτό το άλογο εργασίας της αστρονομίας αποτελείται από έναν σφαιρικό καθρέφτη και μια διαθλαστική πλάκα διόρθωσης που εξουδετερώνει τις εκτροπές που εισάγονται από τους καθρέφτες και παρέχει εξαιρετικές εικόνες σε ένα μεγάλο οπτικό πεδίο. «Έχουμε συρρικνώσει αυτό το τηλεσκόπιο στο μέγεθος ενός τυπικού μικροσκοπίου», εξηγεί ο Voigt.
Ο Voigt και οι συνεργάτες του λένε ότι η δομή που προκύπτει μοιάζει με τα μάτια των θαλάσσιων χτενιών, τα οποία χρησιμοποιούν έναν βυθισμένο κυρτό καθρέφτη για να σχηματίσουν εικόνες. Η ομάδα χρησιμοποίησε τον νέο στόχο για να απεικονίσει μια ποικιλία αντικειμένων, συμπεριλαμβανομένων των κόκκων γύρης στον αέρα, της νευρωνικής δραστηριότητας σε προνύμφες ψαριών ζέβρα στο νερό και διάφορα «καθαρισμένα» βιοδείγματα – δηλαδή δείγματα που έχουν γίνει διαφανή ώστε να είναι προσβάσιμα στο μικροσκόπιο φωτός – σε οργανικούς διαλύτες όπως βενζυλική αλκοόλη/βενζοϊκό βενζυλεστέρα, διβενζυλαιθέρα και κινναμικό αιθυλεστέρα.
Το μικροσκόπιο επέκτασης επιτρέπει τη νανοαπεικόνιση με ένα συμβατικό μικροσκόπιο
Ο νέος αντικειμενικός στόχος, τον οποίο η ομάδα αποκαλεί αντικειμενικό στόχο Schmidt, έχει υψηλό αριθμητικό διάφραγμα 1.08 με δείκτη διάθλασης 1.56, οπτικό πεδίο 1.1 mm και απόσταση εργασίας έως και 11 mm. Αυτός ο συνδυασμός ιδιοτήτων είναι σπάνιος σε στόχους μικροσκοπίου, καθώς οι συσκευές με υψηλό αριθμητικό διάφραγμα συχνά στερούνται την απόσταση εργασίας που απαιτείται για να προσεγγίσουν χαρακτηριστικά ενδιαφέροντος βαθιά μέσα σε ένα δείγμα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα καθαρισμένα δείγματα, τα οποία τα τελευταία χρόνια έχουν αυξηθεί σημαντικά σε μέγεθος, σε βαθμό που ολόκληρα σώματα ποντικών και ολόκληρα ανθρώπινα όργανα μπορούν πλέον να καθαριστούν.
Κατ' αρχήν, η αντικειμενική έννοια του Schmidt, την οποία περιγράφει η ομάδα Nature Biotechnology, θα μπορούσε να επεκταθεί και σε άλλες τεχνικές απεικόνισης όπως η μικροσκοπία ευρέως πεδίου, ομοεστιακής και φωτεινής ακτινοβολίας, λένε οι ερευνητές. «Για να το πετύχουμε αυτό, θα πρέπει να διορθώσουμε τις εκτροπές σε ολόκληρο το ορατό φάσμα», αναγνωρίζει ο Voigt. "Πιστεύουμε ότι αυτό θα είναι δυνατό συνδυάζοντας τον στόχο Schmidt με έναν προσαρμοσμένο φακό σωλήνα."
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- Minting the Future με την Adryenn Ashley. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/classic-telescope-design-inspires-new-microscope-objective/
