Технология, изначально разработанная в целях подготовки корней растений для их фенотипирования, превратилось в мощный инструмент по изучению трехмерной структуры малых объектов. На ее основе двое бывших студентов Пенсильванского университета создали стартап-компанию для проведения агроинженерных исследований.
Стандартный способ получения проб для анализа корня требует его ручной нарезки на тонкие пластинки. В результате можно получить 4-5 пластинок в час. Об этом сообщается на сайте изобретателей.
Джонатан Линч, профессор, занимающийся проблемами усвоения питательных веществ растениями в университете штата Пенсильвания и заведующий лабораторией по изучению корней, за свою карьеру подготовил около 20 тысяч подобных образцов для анализа. Он нашел студента Бенджамина Холла, который изучал энергетику и подрабатывал в лазерной лаборатории университета. Благодаря небольшому гранту от Американского математического общества (REU) была профинансирована разработка лазера для нарезания проб корней.
Холл разработал устройство, позволившее подготавливать 11 образцов корней в секунду. Но возникло препятствие в том, что его лаборатория находилась на другой стороне кампуса от лаборатории по изучению корней. По словам Холла, проще былокупить хороший объектив, сделать снимки самостоятельно и отправить их в лабораторию по электронной почте.
Изобретатель начал поиски осветительного прибора для того, чтобы полученное изображение было предельно четким. В итоге он обнаружил, что сам лазерный луч при определенных условиях дает достаточное освещение. Размещая корень на подвижной платформе под лазером, Холл проводил испарение его участков и фотографировал полученный объект. Серия фотоснимков потом обрабатывалась специальным программным обеспечением, что позволило сделать 3D-модель образца.
По словам изобретателя, рентгеновские исследования недостаточно точны, а магнитно-резонансная томография слишком дорога для такого вида работ.
Метод лазерной томографии, напротив, обеспечивает высокую четкость полноцветных изображений без использования окрашивающих агентов. Это позволяет исследователям видеть скрытые ранее нюансы. Дополнительным преимуществом метода лазерной томографии является скорость. Все исследование занимает всего несколько минут и в большинстве случаев не требует подготовки биологических образцов.
Университет подал заявку на патент, а Холл с бывшим аспирантом университета основал компанию, работающую на крупные сельхозпредприятия.
На недавнем научном докладе университет поразил аудиторию четкими изображениями сложной внутренней структуры растений и насекомых. Сейчас ученые думают над объединением технологии лазерного 3D-анализа с другими химическими исследованиями.
