Ученые в 30 раз улучшили качество изображений внутренностей бактерий

Исследователи из Токийского университета совершили значительный прорыв в области микроскопии в среднем инфракрасном диапазоне, что позволило им увидеть структуры внутри живых бактерий в гораздо меньшем масштабе, чем это было возможно ранее.

Традиционно для изучения микроскопического мира используются такие методы, как флуоресцентная микроскопия сверхразрешения и электронная микроскопия. Несмотря на свою мощь, эти методы имеют недостатки. Для флуоресцентной микроскопии требуются потенциально вредные красители, а для электронной микроскопии необходима вакуумная среда, что делает живые образцы нежизнеспособными.

Среднеинфракрасная микроскопия обладает неоспоримым преимуществом — она позволяет анализировать химическую и структурную информацию образца, не причиняя вреда живым клеткам. Однако ее разрешение является ограничивающим фактором: обычно оно достигает всего 3 микрон по сравнению с десятками нанометров, достижимыми при использовании других методов.

Команда Токийского университета преодолела это препятствие, разработав метод с 30-кратным улучшением разрешения, достигающим 120 нанометров, благодаря технике «синтетической апертуры», которая объединяет несколько изображений для получения более четкой картины. Кроме того, они устранили ограничения, связанные с обычными объективами, используя одну линзу и специально разработанную кремниевую пластину, что позволяет лучше освещать образец.

Команда считает, что дальнейшие усовершенствования, такие как использование более качественной линзы и более коротких длин волн, могут позволить снизить разрешение до 100 нанометров. Такая четкость откроет двери для изучения более широкого спектра образцов клеток, что потенциально приведет к прорыву в фундаментальных и прикладных биомедицинских исследованиях.