مشاهده ۶ مولکول های بعدی با میکروسکوپ الهام گرفته شده از “جیمز وب”



نوع محیط از میکروسکوپ با الهام از فضای تلسکوپی جیمز، است مولکول‌ها را می‌توان به صورت ششم بعدی به نمایش گذاشت که آن را در مقایسه با تکنیک‌های پیشرفته وب کنونی 15 برابر بهتر است.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ایپژوهشگران، فناوری علم را برای مشاهده مولکول های بسیار کوچک در ۶ بُعد توسعه داده اند. این فناوری جدید با الهام از طراحی تلسکوپی فضای جیمز وب (JWST)، از بخش‌های آینه‌ای برای مرتب‌سازی و جمع‌آوری نور در میکروسکوپی و گرفتن تصاویر سه‌بعدی از موقعیت و جهت مولکول‌ها استفاده می‌شود.

دنیای میکروسکوپی

از جهان هستی گرفته تا کوچکترین ذره زیر اتمی، همه اشیاء در جهان ما در مجموعه‌ای از اندازه‌های شگفت انگیز وجود دارند. ما با میکروسکوپ می‌توانیم به طور مستقیم به برخی از اجسام و فرآیندهایی که خیلی کوچک هستند و با چشم غیر مسلح نمی‌شوند، نگاه کنیم. این کار به ما امکان می‌دهد که جهش‌های بزرگی در درک علمی خود داشته باشند.

با این حال، مولکول‌های بیولوژیکی آن‌قدر ریز هستند که بهترین میکروسکوپ‌های الکترونی می‌توانند از آنها به ما بدهند، آن هم به صورت مبهم است. به همین دلیل است که تصویربرداری دقیق، بیشتر به پردازش کامپیوتری برای مرتب کردن، بعد از گرفتن تصویر متکی است.

متیو لو، دانشیار مهندسی برق و سیستم در دانشکده مهندسی مک‌کلوی (McKelvey) در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس می‌گوید: به ایجاد یک تصویر رنگی فکر کنید، در زمانی که تنها چیزی که حسگرهای دوربین در خاکستری را دارید. می‌توانید رنگ را با استفاده از یک ابزار محاسباتی استفاده کنید یا می‌توانید مستقیماً آن را با استفاده از یک حسگر رنگی استفاده کنید که از فیلترهای رنگی جذب کننده استفاده‌های مختلف می‌شود.

مشاهده مولکول ها به صورت ۶ بعدی

اکنون پژوهشگران دانشکده مهندسی مک‌کلوی در دانشگاه سنت لوئیس، میکروسکوپ قدیمی به نام بازتابنده چندنمای قطبی شعاعی و ازیموتالی (raMVR) توسعه داده‌اند که مانند تلسکوپ جیمز وب به جمع آوری ماشینی نور متکی است. اما این فناوری جدید به جای دیدن اجسام دور، از نور برای تشخیص ویژگی‌های متمایز مولکول‌های کوچک فلورسنت مرتبط به پرورش‌ها و غشای سلولی می‌کند.

دکتر ژانگ از اعضای این گروه پژوهشی می‌گوید: در این چیدمان تا حدی از تلسکوپ‌ها الهام گرفته شده است. این مجموعه بسیار مشابه با تلسکوپ جیمز وب است و ما به جای شکل لانه زنبوری آشنای جیمز وب، از آینه‌های هرمی شکل استفاده کرده‌ایم.

میکروسکوپ raMVR را می‌توان برای تصویربرداری از موقعیت‌های بعدی و جهت‌گیری‌های سه بعدی مولکول‌های منفرد با دقت 10.9 نانومتر و 2.0 درجه در ارتفاع 1.5 میکرون استفاده کرد که آن را در مقایسه با تکنیک‌های پیشرفته پیشرفته 1.5 بهتر کرد. است.

این میکروسکوپ از اپتیک پلاریزاسیون به نام صفحات موج همراه با آینه‌های هرمی شکل خود را برای جدا کردن نور به هشت کانال استفاده می‌کند که هر کدام قسمت متفاوتی از موقعیت و جهت مولکول را نشان می‌دهد.

پژوهشگران بررسی می‌کنند که میکروسکوپ raMVR یک دستگاه کوچک نیست، اما کوچکتر همیشه بهتر نیست.

پروفسور متیو لو می‌گوید: در لبه فیزیک مهندسی، ما باید برای فشرده سازی ابزارمان معاوضه‌هایی انجام دهیم. در اینجا ما تصمیم گرفتیم روش متفاوتی در پیش بگیریم. چگونه می‌توان از هر گران‌توانی نور برای انجام دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌ها استفاده کرد؟ این کاملاً امکان پذیر بود. متفاوت فکر کردن در مورد معماری یک میکروسکوپ جالب است و در اینجا ما فکر می کنیم که این عملکرد تصویربرداری ۶ بعدی جدید، اکتشافات علمی جدید را در آینده نزدیک امکان پذیر می کند.

نتایج این مطالعه در مجله Nature photonics منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع