Предметное стекло, разработанное учеными Калифорнийского университета в Сан-Диего, покрыто «гиперболическим метаматериалом», состоящим из чередующихся нанометровых слоев кварцевого стекла и серебра. Когда свет проходит через это покрытие, его длина волны уменьшается, и само излучение рассеивается, создавая пятнистый узор.
Новое предметное стекло увеличило разрешение микроскопа в 5 раз
Большинство обычных световых микроскопов имеют разрешение около 200 нанометров. Ученые нашли способ уменьшить его до 40 нанометров при помощи нового полупрозрачного предметного стекла.
Junxiang Zhao
Световые микроскопы довольно сильно ограничены в разрешении получаемого с их помощью изображения из-за дифракционного предела. Но ученые нашли новый способ обойти это ограничение и уменьшить размер объектов для съемки в 5 раз
Образец, установленный на предметном стекле, освещается под разными углами. Прошедший через образец и стекло с узором свет фиксируется микроскопом. В результате получается серия изображений образца с низким разрешением. Затем компьютер при помощи специального алгоритма реконструирует изображение, объединяя несколько снимков с низким разрешением в один высококачественный.
В результате, используя обычный световой микроскоп вместе со специальным предметным стеклом, можно получать изображения гораздо меньших объектов, чем это было возможно ранее. Проведенные физиками эксперименты показали, что предметное стекло позволяет увидеть в такой микроскоп отдельные актиновые белковые нити в меченых флуоресцентным красителем клетках, а также микроскопические флуоресцентные шарики и квантовые точки, расположенные на расстоянии от 40 до 80 нанометров друг от друга.
Сейчас ученые адаптируют технологию для изображения субклеточных структур внутри живых клеток. Обычно чтобы снять такие маленькие объекты требуется электронный микроскоп, но даже в этом случае он не может сделать этого в живой клетке, так как для его работы требуется поместить образец в вакуумную камеру. Новое устройство, вероятно, сможет обойти в этом плане гораздо более дорогой и сложный прибор.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.