Российские физики научили наноскопы видеть самые небольшие вирусы

13 Февраля 2019

МОСКВА, 13 февраля. Физики из России и Китая создали миниатюрную линзу, которая позволяет увеличить разрешение уже существующих наноскопов в 10 раз и поможет увидеть мелкие вирусы и другие объекты анапестом до пяти нанометров. Результаты расчетов ученых были представлены в журнале Nanomaterials. Такие микросферы с углублением представляют интерес не только для оптической микроскопии, но и для нанолитографии, биосинтеза новых материалов, оптических западней, наномодификации поверхности и других областей, — рассказывает Игорь Минин из Томского политехнического института.

На сегодняшний день существует несколько видов микроскопов, позволяющих наблюдать и изучать устройство объектов микромира. Первые оптические микроскопы появились в конце XVI века и на несколько столетий стали основным снарядом биологов, изучающих живые организмы.

Их разрешающая способность ограничена половиной высоты самой короткой волны видимого света, примерно 200-300 нанометров. Этот предел препятствует изучению внутриклеточных процессов, так как большинство электронных микроскопов не способно срабатывать с живыми клетками.

В последние несколько десятилетий физики и биологи научились обходить этот предел, используя различные трюки, позволяющие им нарушать законы физики и фокусировать свет. К примеру, ученые вводят в клетки и другие образцы различные вещества, светящиеся при облучении лазером, и анализируют то, как и, где они вырабатывают свет для улучшения качества картинки. 2 февраля 2012, 23:31Ученые впервые проследили за работой красноречивых нервных клеток в мозге мышиНемецкие биологи смогли проследить за проработой живых нервных клеток в центре мыши, приспособив для сих целей одну из новых методик наблюдения - микроскопию вынужденного ослабления изучения (STED), что позволило им изучить метаморфизм формирования и распада мельчайших мышьяков нейронов - так называемых дендритовых шипиков.

Нечто похожего, как передает пресс-служба Проекта 5-100, можно добиться, вставив в обычный оптический микроскоп миниатюрную сферу из высококачественного кварца. Если пристроить ее в правильную точку, возникнет особый оптический феномен, так называемая фотонная струя, которая позволяет дополнительно увеличить качество изображения.

Проблема, как отмечает Минин, заключается в том, что ученые достаточно быстро осознали, что толщину этой струи нельзя сделать меньше, чем треть от длины самой короткой волны видимого света. Это мешает наноскопам видеть объекты, чьи размеры не превышают пятидесяти нанометров, что не позволяет применять их для изучения микробов и мелких архей.

Мы из данного положения вышли следующим образом: в этой сфере мы выпустили углубление по размеру меньше высоты волны, и электромагнитное поле стало локализоваться в нем. Поэтому в данном случае вблизи поверхности сферы разрешение будет складываться диаметром углубления, — длит ученый.

Просчитывая свойства лунок разных форм, ученые подобрали такую конфигурацию этого отверстия, при которой оно превращалось в еще одну микролинзу, чья разрешающая способность зависела от размеров дыры. Чем она была меньше, тем выше было разрешение.

По словам Минина, добавление подобного дефекта в микросферу повысит разрешение наноскопов примерно в десять раз, что позволит им рассматривать отдельные структурные элементы вирусов и мелких одноклеточных организмов. Остается лишь проверить, совпадет ли это предсказание с практическими результатами. 29 мая 2013, 21:23Биологи впервые увидели атомную структуру шкурки вируса ВИЧВрачи получили первое хорошее изображение капсида ВИЧ с атомным разрешением, проанализировав данные микротомографии вируса ВИЧ при помощи суперкомпьютера.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Российские физики научили наноскопы видеть самые небольшие вирусы

комментарии (0)

Другие интересные новости

"Вызывают отвращение": как живут сбежавшие из России звезды