연구원들은 일반 현미경으로 매우 정확하게 볼 수있는 새로운 기술을 발견했습니다.

이 연구는 Nature Communications 저널에 게재되었습니다.

이 기술은 기존의 광학 현미경을 초 미세 현미경이라고하는 것으로 변환합니다. 여기에는 샘플을 비출 때 빛의 파장을 줄이는 특수 설계된 재료가 포함되어 있습니다.이 감소 된 빛은 본질적으로 현미경이 더 높은 해상도로 이미징 할 수있게합니다. “이 물질은 저해상도 빛을 고해상도 빛으로 변환합니다.”라고 샌디에고 캘리포니아 대학의 전기 및 컴퓨터 공학 교수 인 Zhaowei Liu는 말했습니다. “매우 간단하고 사용하기 쉽습니다. 재료 위에 샘플을 올려 놓은 다음 모든 것을 일반 현미경 아래에 놓으십시오. 특별한 수정이 필요하지 않습니다.”

이 작업은 기존 광학 현미경의 상당한 한계 인 저해상도를 극복했습니다. 광학 현미경은 살아있는 세포를 이미징하는 데 유용하지만 더 작은 것을 보는 데는 사용할 수 없습니다. 기존의 광학 현미경은 200 나노 미터의 해상도 한계를 가지고 있습니다. 즉,이 거리에 가까운 물체는 별도의 물체로 관찰되지 않습니다. 전자 현미경과 같이 세포 내 구조를 정확하게 볼 수있는 더 강력한 도구가 있지만 샘플을 진공 챔버에 배치해야하기 때문에 살아있는 세포의 이미징에 사용할 수 없습니다. Liu는“주요 과제는 고해상도이고 살아있는 세포에도 안전한 하나의 기술을 찾는 것입니다.

Liu의 팀이 개발 한 기술은 두 기능을 결합합니다. 이를 통해 기존의 광학 현미경을 사용하여 최대 40nm의 해상도로 살아있는 세포 하 구조를 이미지화 할 수 있습니다. 이 기술은 쌍곡선 메타 물질이라고하는 일종의 빛을 흡수하는 물질로 덮인 현미경 슬라이드로 구성됩니다. 그것은은과 나노 미터 두께의 실리카 유리의 교대로 층으로 만들어집니다. 빛이 통과하면 파장이 짧아지고 산란되어 일련의 임의의 고해상도 얼룩 무늬가 생성됩니다.

샘플이 슬라이드에 부착되면이 일련의 스포트라이트에 의해 다양한 방식으로 조명됩니다. 이렇게하면 일련의 저해상도 이미지가 생성되며, 모두 캡처 된 다음 재구성 알고리즘에 의해 함께 연결되어 고해상도 이미지가 생성됩니다. 연구원들은 상업용 도립 현미경을 사용하여 기술을 테스트했습니다. 그들은 형광 태그가 달린 Cos-7 세포에서 액틴 필라멘트와 같은 미묘한 특징을 이미지화 할 수있었습니다. 또한이 기술을 통해 연구자들은 40 ~ 80 나노 미터 간격의 작은 형광 구슬과 양자점을 명확하게 구분할 수있었습니다.

연구원들은 초 미세 기술이 고속 작동에 큰 잠재력을 가지고 있다고 말했다. 그들의 목표는 고속, 초 고해상도 및 낮은 광독성을 단일 라이브 세포 이미징 시스템으로 결합하는 것입니다. Liu의 팀은 이제 3D 공간에서 고해상도 이미징을 수행하는 기술을 확장하고 있습니다. 이 현재 논문은이 기술이 2D 평면에서 고해상도 이미지를 생성 할 수 있음을 보여줍니다. Liu의 팀은 이전에이 기술이 매우 높은 축 해상도 (약 2 나노 미터)에서도 이미징 할 수 있음을 보여주는 논문을 발표했습니다. 그들은 이제 두 사람을 하나로 모으기 위해 노력하고 있습니다.