Создан самый зоркий оптический микроскоп

Создан самый зоркий оптический микроскоп
Леонид Попов, 2 марта 2011
Нравится
Поделиться
Учёные называют своё достижение мировым рекордом для оптического микроскопа, получающего прямые снимки под источником света, охватывающим весь видимый спектр (фото University of Manchester).

Микросферный наноскоп (microsphere nanoscope), придуманный британско-сингапурской командой, обеспечивает разрешение в 50 нанометров в обычном белом свете, что нарушает теоретический предел для оптической микроскопии в видимом диапазоне волн.

Необычную технологию разработали учёные из университета Манчестера (University of Manchester), сингапурского института хранения данных (Data Storage Institute) и национального университета Сингапура (NUS).

Исследователи разместили на поверхности образцов прозрачные бусинки из диоксида кремния диаметром от 2 до 9 микрометров. Сферы стараниями экспериментаторов заработали как суперлинзы, собирающие так называемые эванесцентные (затухающие) волны (evanescent waves), существующие только вблизи самой границы рассматриваемого предмета. Эти волны ближнего поля не ограничены дифракционным пределом и способны формировать изображение с необычайно высоким разрешением.

Микросферы улавливали эти волны, обычно исчезающие в считанных нанометрах от образца, и переправляли в объектив вполне стандартного микроскопа.

«Команда получила хорошие изображения очень мелких деталей на поверхности разных твёрдых образцов и даже канавок на диске Blu-Ray», — сообщает BBC. Последнее ранее было невозможно в рамках оптической микроскопии, работающей с видимым светом.

Вверху слева – общий принцип съёмки (микросферы – жёлтые, образец – тёмно-серый). Учёные испытали работу системы как с проходящим (на данном рисунке), так и с отражённым светом. Справа вверху – схема работы бусинки, как линзы для эванесцентных волн.

Ниже показаны примеры изображений, созданных микросферным наноскопом. Слева: четыре полоски шириной 360 нм, разделённых промежутками по 130 нм. Справа – канавки диска Blu-Ray. Чётко видны 200-нанометровые полоски, разделённые промежутками по 100 нм. Нижний ряд – фрагменты наноструктур. Во всех случаях в каждой паре кадров левый показывает деталь под электронным микроскопом (для сравнения), правый – в оптическом диапазоне, так, как её видит наноскоп с микросферами (иллюстрации Zengbo Wang, Zaichun Chen, Minghui Hong et al./Nature Communications).


Дальнейшее развитие нового метода, уверены его разработчики, позволит разглядывать внутренности живых клеток (куда не проникают электронные микроскопы) без их уничтожения и без долгой и утомительной подготовки образцов (как в случае с флуоресцентной микроскопией).

Также взору микросферного наноскопа должны быть доступны вирусы и крупные биологические молекулы. Причём команда исследователей считает, что далее сможет ещё повысить разрешение такой съёмки, и 50 нм – далеко не предел.

(Детали работы можно найти в статье в Nature Communications и пресс-релизе манчестерского университета.)

Источник: http://www.membrana.ru/particle/15798