مشاهده ۶ بعدی مولکول ها با میکروسکوپ الهام گرفته از جیمز وب

به گزارش رمز من، نوع جدیدی از میکروسکوپ با الهام از تلسکوپ فضایی جیمز وب، می تواند مولکول ها را به صورت شش بعدی به نمایش بگذارد که وضوح آن در مقایسه با روشهای فنی پیشرفته کنونی ۱.۵ برابر بهتر است.

به گزارش رمز من به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، پژوهشگران، فناوری جدیدی را برای مشاهده مولکول های بسیار کوچک در ۶ بُعد توسعه داده اند. این تکنولوژی جدید با الهام از طراحی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، از بخش های آینه ای برای مرتب سازی و جمع آوری نور در مقیاس میکروسکوپی و گرفتن تصاویر سه بعدی از موقعیت و جهت مولکول ها استفاده می نماید.

دنیای میکروسکوپی

از جهان هستی گرفته تا کوچکترین ذره زیر اتمی، همه اشیاء در جهان ما در مجموعه ای از اندازه های اعجاب انگیز وجود دارند. ما با میکروسکوپ می توانیم به صورت مستقیم به بعضی از اجسام و فرآیندهایی که خیلی کوچک هستند و با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند، نگاه نماییم. این کار به ما این امکان را می دهد که جهش های بزرگی در درک علمی خود داشته باشیم.

با این حال، مولکول های بیولوژیکی آن قدر ریز هستند که فقط بهترین میکروسکوپ های الکترونی می توانند تصاویری از آنها به ما بدهند، آن هم به صورت مبهم. بنابراین است که تصویربرداری دقیق، بیشتر به پردازش کامپیوتری برای مرتب کردن جهت، پس از گرفتن تصویر متکی است.

متیو لو، دانشیار مهندسی برق و سیستم در دانشکده مهندسی مک کلوی (McKelvey) در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس می گوید: به ایجاد یک تصویر رنگی فکر کنید، در زمانی که تنها چیزی که دارید سنسورهای دوربین در مقیاس خاکستری هستند. می توانید تلاش کنید رنگ را با استفاده از یک ابزار محاسباتی بازسازی کنید یا می توانید مستقیماً آنرا با استفاده از یک سنسور رنگی اندازه گیری کنید که از فیلترهای رنگی جذب کننده مختلف استفاده می نماید.

مشاهده مولکول ها به صورت ۶ بعدی

اکنون پژوهشگران دانشکده مهندسی مک کلوی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، میکروسکوپ جدیدی به نام بازتابنده چندنمای قطبی شعاعی و ازیموتالی (raMVR) توسعه داده اند که مانند تلسکوپ جیمز وب به جمع آوری حداکثری نور متکی است. اما این تکنولوژی جدید به جای دیدن اجسام دور، از نور برای تشخیص خصوصیت های متمایز مولکول های کوچک فلورسنت متصل به پروتئین ها و غشای سلولی استفاده می نماید.

دکتر ژانگ از اعضای این گروه پژوهشی می گوید: در این چیدمان تا حدی از تلسکوپ ها الهام گرفته شده است. این مجموعه بسیار مشابه با تلسکوپ جیمز وب است و ما به جای شکل لانه زنبوری آشنای جیمز وب، از آینه های هرمی شکل بهره برده ایم.

میکروسکوپ raMVR را میتوان برای تصویربرداری از موقعیت های سه بعدی و جهت گیری های سه بعدی مولکول های منفرد با دقت ۱۰.۹ نانومتر و ۲.۰ درجه در محدوده عمق ۱.۵ میکرون بهره برد که وضوح آن در مقایسه با روشهای فنی پیشرفته کنونی ۱.۵ برابر بهتر است.

این میکروسکوپ از اپتیک پلاریزاسیون به نام صفحات موج همراه با آینه های هرمی شکل خود برای جدا کردن نور به هشت کانال استفاده می نماید که هر کدام قسمت متفاوتی از موقعیت و جهت مولکول را نشان داده است.

پژوهشگران خاطرنشان می کنند که میکروسکوپ raMVR یک دستگاه کوچک نیست، اما کوچکتر بودن همیشه بهتر نیست.

پروفسور متیو لو می گوید: در لبه فیزیک مهندسی، ما اغلب مجبوریم برای فشرده سازی ابزارمان معاوضه هایی انجام دهیم. در اینجا ما تصمیم گرفتیم روش متفاوتی در پیش بگیریم. چگونه می توانیم از هر ذره گرانبهای نور برای انجام دقیق ترین اندازه گیری ممکن استفاده کنیم؟ این کاملاً امکان پذیر بود. متفاوت فکر کردن در مورد معماری یک میکروسکوپ جالب است و در اینجا ما فکر می نماییم 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 انتشار یافته است.

1401/09/17

23:20:19

5.0 / 5

576

تگهای خبر: تكنولوژی , دوربین , فناوری , كامپیوتر

اگر مطلب را پسندیدید لایک کنید

(1)

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۵ بعلاوه ۱