Za difrakčním limitem

Zvětšit obrázek

Schema (Kredit: EPFL, Lausane)

Rozlišení 200 nm není dáno technikou, ale fyzikou. Jedná se o tzv. difrakční limit, kdy můžeme zobrazit v soustavě mikroskopových čoček s objektivem ponořeným do vody nebo oleje objekty s rozlišením ne větším, než je jedna polovina vlnové délky světla. Což v rámci viditelného spektra dává výše zmiňovanou hodnotu.

Pokud chceme dosáhnout ještě vyššího rozlišení, aby bylo možno pozorovat mitochondrie, chromozómy a podobně, musím se uchýlit k elektronovým mikroskopům a speciální přípravě vzorků. Postup náročný časově i finančně. Výzkumníci z Ecole Polytechnique Fédérale v Lausanne (EPFL) přišli s geniálním a velice levným řešení. Jsou jím průhledné  mikrokuličky z dielektrika o průměru 60 mikrometrů. Ty se umístí na povrch zkoumaného vzorku a díky jim je možno dosáhnout rozlišení až na úrovni jedné sedminy vlnové délky.

Hui Yang, spoluautorka objevu. (Kredit: EPFL, Lausane)

 

Martin A.M. Gijs, profesor na School of Engineering at EPFL, vedoucí Laboratoře mikrosystémů.

Rozlišení pod úrovní 100 nanometrů je podle Martina Gijse, profesora univerzitě v Lausane, možné díky tzv. fotonickému nanojetu. Jedná se o úzký paprsek světla s velkou intenzitou, který se šíří dielektrikem z neosvětlené strany na vzdálenosti větší, než je vlnová délka světla. Tento jev je možný díky vhodné volbě velikosti kuličky a indexu lomu v materiálu, ze kterého je kulička vyrobena. Konkrétně jsou mikrokuličky vyrobeny titaničitanu barnatého, podle Dijse je tento materiál běžně dostupný a v množství použitém pro mikroskopování je prakticky zadarmo.

Díky nové technice mohli výzkumníci z Lausane přímo pozorovat takové jevy, jako je efekt doxycyclinové léčby na mitochondriální proteiny v buňkách z myších jater. Podle Gijse se tato metoda může stát univerzálním nástrojem výrazně vylepšujícím současné možnosti mikroskopu a to až na úroveň pozorování viru nebo nukleonových kyselin.

Literatura:

Fotonický nanojet: http://www.ece.northwestern.edu/ecefaculty/taflove/Paper128.pdf
 http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=33865.php
Hui Yang a kol.: Super-Resolution Biological Microscopy Using Virtual Imaging by a Microsphere Nanoscope, 2013, DOI: 10.1002/smll.201302942