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संकल्प की सीमा से परे माइक्रोस्कोपी

पोलिश-इजरायल टीम का नेतृत्व डॉ। वारसॉ विश्वविद्यालय में भौतिकी के संकाय से Radek ofapkiewicz ने माइक्रोस्कोपी की एक नई, क्रांतिकारी विधि प्रस्तुत की जो सैद्धांतिक रूप से पत्रिका "ऑप्टिका" में कोई संकल्प सीमा नहीं है।

पीएपी को एक संचार में फाउंडेशन फॉर पोलिश साइंस (एफएनपी) द्वारा अनुसंधान की घोषणा की गई थी। डॉ Łapkiewicz FIRAM TEAM प्रोग्राम का प्राप्तकर्ता है।


जीवन विज्ञान और चिकित्सा के विकास के लिए कभी छोटी वस्तुओं के अवलोकन की आवश्यकता होती है - उदाहरण के लिए कोशिकाओं में प्रोटीन की संरचना और अंतःक्रिया। देखे गए नमूने शरीर में स्वाभाविक रूप से होने वाली संरचनाओं से अलग नहीं होने चाहिए - इसलिए विधियों और अभिकर्मकों का उपयोग बहुत आक्रामक तरीके से नहीं किया जाना चाहिए।
क्लासिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में अपर्याप्त रिज़ॉल्यूशन है। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के कारण, ऐसा माइक्रोस्कोप उन संरचनाओं की इमेजिंग की अनुमति नहीं देता है जो लगभग 250 नैनोमीटर (हरे रंग की प्रकाश की तरंग दैर्ध्य) से छोटी होती हैं। एक साथ पास होने वाली वस्तुओं को अब अलग नहीं किया जा सकता है। यह तथाकथित विवर्तनिक सीमा है।
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी से अधिक परिमाण के कई आदेशों का एक संकल्प होता है, लेकिन यह हमें केवल मृत वस्तुओं का निरीक्षण करने की अनुमति देता है जो एक वैक्यूम में रखी जाती हैं और एक इलेक्ट्रॉन बीम के साथ बमबारी होती हैं। यह प्राकृतिक रूप से उनमें रहने वाले जीवों या प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के बारे में नहीं है।

छवि स्रोत: ऑप्टिका खंड 7, अंक 10, पीपी। 1308-1316 (2020) •https://doi.org/10.1364/OPTICA.399600


समाधान एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप है (इस इमेजिंग क्षेत्र के विकास में अनुसंधान ने 2008 और 2014 में नोबेल पुरस्कार जीता)। जैसा कि संचार में याद किया जाता है, कई प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी तकनीक पहले से मौजूद हैं। PALM, STORM या STED विधियाँ एक उच्च रिज़ॉल्यूशन की विशेषता होती हैं और उन वस्तुओं के विभेदन की अनुमति देती हैं जो केवल एक दर्जन नैनोमीटर अलग हैं। हालांकि, एक लंबे समय तक जोखिम और जैविक तैयारी की जटिल तैयारी की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर सिम या आईएसएम माइक्रोस्कोपी, उपयोग में आसान तरीके हैं, लेकिन काफी कम संकल्प के साथ - वे संरचनाओं को देखने की अनुमति देते हैं जो विवर्तन सीमा के रूप में केवल दो बार छोटे होते हैं। डॉ वारसॉ विश्वविद्यालय और भौतिकी के संकाय में क्वांटम ऑप्टिक्स प्रयोगशाला से Radek Optapkiewicz और अलेक्जेंड्रा Aleksroda और एड्रियन Makowski - वारसॉ विश्वविद्यालय जीवन विज्ञान के छात्रों - एक साथ इसराइल में Weizmann संस्थान से डैन ओरॉन की टीम ने मौजूदा ISM विधि में सुधार किया है और एक नई तकनीक सुपर-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल उतार-चढ़ाव छवि स्कैनिंग माइक्रोस्कोपी (SOFISM) की शुरुआत की। वे यह दिखाने में कामयाब रहे कि विवर्तन सीमा चार बार पार की गई थी, एफएनपी की रिपोर्ट की।

"SOFISM उपयोग और समाधान में आसानी के बीच एक समझौता प्रदान करता है। हम मानते हैं कि हमारी विधि जटिल, कठिन-से-उपयोग, बहुत उच्च-रिज़ॉल्यूशन तकनीकों और कम-रिज़ॉल्यूशन लेकिन आसान-से-उपयोग विधियों के बीच आला भर सकती है। SOFISM नहीं है। संकल्प की सैद्धांतिक सीमा, लेकिन यह हमारे काम में हमारे पास परिणाम प्रस्तुत करता है जिसमें हम विवर्तन सीमा को चार बार पार कर गए हैं। लेख में हमने यह भी दिखाया कि SOFISM विधि में तीन आयामी जैविक संरचनाओं की इमेजिंग की उच्च क्षमता है, "डॉ। । Radek quotapkiewicz, जिसे संचार में उद्धृत किया गया है।

वारसा भौतिकविदों द्वारा विकसित विधि तकनीकी रूप से बहुत सुलभ है। जैसा कि हम विज्ञप्ति में पढ़ते हैं, यह प्रयोगशालाओं में आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले कंफोकल माइक्रोस्कोप (एसपीएड सरणी डिटेक्टर के साथ फोटोमल्टीप्लायर के प्रतिस्थापन) को थोड़ा संशोधित करने, माप समय को थोड़ा बढ़ाने और डेटा हैंडलिंग प्रक्रिया को बदलने के लिए पर्याप्त है।

"हाल तक तक, SPAD सरणी डिटेक्टर हमारे जैसे अनुप्रयोगों के लिए महंगे और अपर्याप्त थे। यह स्थिति हाल ही में बदल गई है। पिछले साल से नए SPAD डिटेक्टर उपलब्ध हैं, जो तकनीक और मूल्य बाधाओं दोनों को शामिल करते हैं। SOFISM जैसी तकनीक कुछ वर्षों के भीतर सूक्ष्म परीक्षाओं के लिए सामान्य तकनीक बन सकती है ”। - जोर देती है डॉ। Icapkiewicz।

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