Инженеры разработали технологию, с помощью которой можно создавать более глубокие и детальные изображения биологических тканей. Установка использует ультразвук для формирования временных пузырьков газа, фокусирующих свет.
Корейские исследователи из Института науки и технологий Тэгу Кенбук (DGIST) разработала первую в мире технологию лазерной сканирующей микроскопии, которая позволяет проводить глубокое и детальное наблюдение за биологическими тканями с помощью пузырьков газа. Установка предназначена для научных исследований и медицинских центров.
Еще в 2017 году группа исследователей под руководством профессора DGIST Джин Хо Чанга предположила, что пузырьки газа микрометрового размера, которые обычно наблюдаются при воздействии на ткани высокоинтенсивным ультразвуком, можно использовать для повышения качества изображений, получаемых при лазерном сканировании.
В работе, опубликованной в журнале Nature Photonics, ученые объявили об успешном создании и тестировании такой установки. Принцип работы устройства основан на том факте, что пузырьки газа, временно создаваемые ультразвуковыми волнами, вызывают оптическое рассеяние в том же направлении, что и распространение падающего света, тем самым увеличивая глубину проникновения света.
Ученые разработали ультразвуковую технологию для создания пузырькового слоя в нужной области с плотными пузырьками газа (с плотностью 90% и более) внутри живой ткани. Устройство может удерживать образующиеся пузырьки газа на протяжении всего процесса сканирования. В этом слое искажения направления распространения фотонов не происходит, отмечают ученые.
Конфокальный флуоресцентный микроскоп — это устройство, которое избирательно обнаруживает сигналы флуоресценции, генерируемые в плоскости света. Это устройство обеспечивает высококонтрастные изображения микроструктур, таких как раковые клетки, с высоким разрешением. Такие микроскопы нашли широкое применение в медицине и исследованиях в области наук о жизни.
Основная проблема микроскопа в том, что на глубинах более 100 мкм фокус света размывается из-за рассеяния света, происходящего внутри ткани. Это существенно ограничивает применение и эффективность конфокальной флуоресцентной микроскопии. Новая технология решает эту проблему, позволяя заглянуть глубже и создать более четкие изображения.
Читать далее:
Посмотрите, как выглядели женщина, священник и епископ в Средние века. Их лица как живые
Воссоздать Солнце на Земле: как физики решили главную проблему термоядерного синтеза
Создан компактный ядерный реактор для безопасного производства энергии