Araştırmacılar Etiketsiz Süper Çözünürlüklü Mikroskop Geliştiriyor

Araştırmacılar, herhangi bir boya veya etiket gerektirmeden ışığın kırılma sınırından daha küçük nanoyapıları çözebilen yeni bir ölçüm ve görüntüleme yaklaşımı geliştirdi. Çalışma, geleneksel mikroskoplar ve tekniklerle mümkün olanın ötesinde karmaşık örneklerin ince özelliklerini görmek için bir gün kullanılabilecek yeni ve güçlü bir mikroskopi yöntemine yönelik önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor.

Optica dergisinde açıklanan yeni yöntem, bir örneğe güçlü bir şekilde odaklanmış bir lazer ışını kullanan lazer tarama mikroskobunun bir modifikasyonu. Araştırmacılar, incelenen bir örnekle etkileşime girdikten sonra ışığın parlaklığını veya yoğunluğunu ölçmekle kalmayıp, ışık alanında kodlanmış diğer parametreleri de saptayarak tekniği genişletti.

Avusturya' Graz Üniversitesinden araştırma ekibi lideri Peter Banzer, 'Yaklaşımımız çeşitli örneklerdeki nanoyapıları incelemek için kullanılan mikroskop özelliklerinin genişletilmesine yardımcı olabilir. Benzer bir tarama yaklaşımına dayanan süper çözünürlüklü tekniklerle karşılaştırıldığında, yöntemimiz invaziv değildir; görüntülemeden önce örneğe herhangi bir floresan molekülün enjekte edilmesini gerektirmez' dedi. Araştırmacılar, altın nanoparçacıkların konumunu ve boyutlarını, birden fazla parçacık birbirine değdiğinde bile birkaç nanometre hassasiyetle ölçebildiklerini gösteriyor. Banzer 'Lazer taramalı mikroskopiye yeni yaklaşımımız, sınırlı çözünürlüğe sahip geleneksel mikroskoplar ile incelenen örneğin değiştirilmesini gerektiren süper çözünürlüklü teknikler arasındaki boşluğu kapatabilir' dedi.

Görüntüleme yöntemi partikül boyutunu ve konumunu nanometre hassasiyetinde ölçüyor

Lazer taramalı mikroskopide örnek boyunca bir ışık ışını taranır ve örnekten iletilen, yansıyan veya saçılan ışık ölçülür. Çoğu mikroskopi yöntemi örnekten gelen ışığın yoğunluğunu veya parlaklığını ölçse de ışığın fazı, polarizasyonu ve saçılma açısı gibi diğer özelliklerine ilişkin büyük miktarda bilgi depolanır. Bu ek bilgiyi yakalamak için araştırmacılar, yoğunluk ve polarizasyon bilgisinin uzamsal çözünürlüğünü incelediler. Banzer. 'Yoğunluğu ile birlikte ışığın fazı ve polarizasyonu da etkileştiği örnekle ilgili ince ayrıntıları içerecek şekilde uzamsal olarak değişir. Ancak etkileşimden sonra yalnızca genel ışık gücü ölçülürse bu bilgilerin çoğu göz ardı edilir' dedi.

Araştırmacılar farklı boyutlarda metalik nanoparçacıklar içeren basit örnekleri inceleyerek yeni yaklaşımı denediler. Bunu ilgili alanı tarayarak ve ardından iletilen ışığın polarizasyonunu ve açı çözümlü görüntülerini kaydederek yaptılar. Ölçülen veriler bir model oluşturan algoritma kullanılarak değerlendirildi. Banzer 'Parçacıklar ve mesafeleri, birçok mikroskobun çözünürlük sınırından çok daha küçük olmasına rağmen yöntemimiz onları çözmeyi başardı. Ayrıca ve daha da önemlisi, algoritma parçacıkların kesin boyutu ve konumu gibi örnek hakkında başka parametreler de sağlayabildi' dedi.

Araştırmacılar şimdi yöntemi daha karmaşık örneklerle kullanılabilecek şekilde uyarlamak için çalışıyor. Ayrıca diğer uzmanlarla birlikte şu anda SuperPixels adlı bir Avrupa projesinin parçası olarak özel bir kamera geliştiriyorlar. Bu yeni nesil algılama cihazı, yoğunluğa ek olarak polarizasyon ve faz bilgilerini de çözebilecek.

Banzer 'Çalışmamız, ışığın yapısının optik ve ışık tabanlı teknolojiler alanında oynayabileceği önemli rolün bir başka göstergesidir. Birçok ilgi çekici uygulama ve fenomen zaten gösterildi ancak daha fazlası var' diyor.