Znak Politechniki Warszawskiej

Wyjątkowy mikroskop optyczny opracowany na PW

Urządzenie pozwala na oglądanie struktur i komórek w nanoskopijnej skali, ukrytych pod innymi komórkami. Rozwiązanie stworzyli naukowcy z Wydziału Mechatroniki Politechniki Warszawskiej, wspierani przez ekspertów z University of Dundee w Wielkiej Brytanii i University of Technology Sydney w Australii.

Neuryt wraz z dołączonymi do niego synapsami (okrągłe elementy dołączone do "gałęzi")

Neuryt wraz z dołączonymi do niego synapsami. Próbka obrazowana mikroskopem optycznym znajduje się na głębokości  80 mikrometrów, źródło: dr inż. Piotr Zdańkowski, ACS Nano

Pod mikroskopem będzie można oglądać nawet obiekty o średnicy 0,2 mikrometra, przykryte tkanką o grubości równej 80 mikrometrów (0,08 milimetra). A to oznacza, że badany obiekt może być ponad 400 razy mniejszy niż grubość tkanki, która go przykrywa. To tak, jakby księżniczka była w stanie dojrzeć ziarnko grochu stojąc na czubku stosu pierzyn i materaców.

W swoich badaniach naukowcy używają superrozdzielczego mikroskopu fluorescencyjnego z wymuszonym wygaszaniem emisji (STED). To mikroskop, w którym próbkę oświetla się światłem widzialnym (a więc nie np. elektronami czy promieniami rentgenowskimi). Takie urządzenie samodzielnie zbudował dr inż. Piotr Zdańkowski z Wydziału Mechatroniki PW, który zaznacza, że na świecie jest zaledwie kilka instrumentów o takiej optyce.

A naukowcy z PW zaproponowali jeszcze kolejne usprawnienia. Dzięki zastosowaniu elementów optyki adaptacyjnej, znanych i szeroko wykorzystywanych w astronomii, możliwe staje się oglądanie struktur dotąd niedostępnych dla ludzkiego oka. A stosując sprytne algorytmy odszumiania, można dodatkowo oddzielić ważne informacje od szumu.

Aby uporać się z problemem aberracji optycznej (zniekształcenie światła), zespół badaczy postanowił z kolei zastosować w swoim rozwiązaniu właśnie… aberrację. To sposób znany w korygowaniu astygmatyzmu – wtedy, żeby poradzić sobie ze zniekształceniem obrazu w oku pacjenta, daje się mu soczewki, które to zniekształcenie zerują.

Zespół pracujący nad mikroskopem: dr inż. Piotr Zdańkowski, dr inż. Maciej Trusiak (obaj z Wydziału Mechatroniki PW), prof. David McGloin (University of Dundee, University of Technology Sydney), prof. Jason R. Swedlow (University of Dundee).

Badania zostały w części sfinansowane z grantów europejskich Marie Curie Actions (PHOQUS) i krajowych OPUS Narodowego Centrum Nauki i NAWA. 

Więcej o badaniach można przeczytać w prestiżowym czasopiśmie ACS Nano  

Źródło: serwis PAP – Nauka w Polsce