19 марта 2024, вторник, 07:43
TelegramVK.comTwitterYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

21 января 2020, 13:00

Ученые объединили сверхскоростную фотокамеру и фазово-контрастный микроскоп

Ученым удалось заснять распространение ударной волны от прохождения луча лазера через воду
Ученым удалось заснять распространение ударной волны от прохождения луча лазера через воду
Caltech

Профессор Калифорнийского технологического института Лихун Ван (Lihong Wang) и его коллеги представили свою новую разработку, которая представляет собой сочетание сверхбыстрой камеры, способной делать триллион снимков в секунду, и фазово-контрастного микроскопа. Такая техника позволяет получать изображение прозрачных объектов и даже таких невидимых явлений, как ударная волна или импульс, проходящий по нейронам. Новую технологию Лихун Ван предлагает назвать фазочувствительной сжатой сверхбыстрой фотографией.

Чуть более года назад стало известным другое изобратение Лихун Вана — сверхскоростная камера со скоростью съемки в 10 триллионов кадров в секунду. Целью дальнейшей работы ученого стал метод, который дал бы возможность снимать прозрачные объекты, так как именно это требуется во многих биологических исследованиях на живых клетках. Чтобы решить эту задачу, Лихун Ван объединил высокоскоростную систему фотосъемки с давно известной технологией фазово-контрастной микроскопии.

 
Фото: Caltech

Фазово-контрастную микроскопию в 1930-е годы изобрел нидерландский физик Фриц Цернике и получил за нее Нобелевскую премию по физике в 1953 году. С ее помощью можно без предварительного окрашивания исследовать тонкие среды биологических тканей, клетки в живых культурах, внутриклеточные органеллы, микроорганизмы и другие объекты. Метод основан на том, что прозрачные структуры хотя и не дают изменений в амплитуде волн отражаемого света (то есть в его интенсивности), зато изменяют фазу прошедших световых волн. Фазово-контрастный микроскоп преобразует не различимые человеческим глазом фазовые изменения в видимые изменения в амплитуде.

«Мы адаптировали стандартную фазово-контрастную микроскопию, чтобы она обеспечивала очень быструю визуализацию, которая позволяет нам отображать сверхбыстрые явления в прозрачных материалах», — говорит Лихун Ван. В новой статье Ван и его коллеги демонстрируют возможности технологии на примере визуализации распространения ударной волны в воде и лазерного импульса, проходящего через кристаллический материал.

 
Лазерный импульс проходит через кристаллический материал. Фото: Caltech

По мнению создателей, пока метод находится на ранней стадии своего развития, но в конечном итоге он может найти применение во многих областях физики, химии и биологии. «Когда сигналы проходят через нейроны, мы надеемся увидеть небольшое расширение нервных волокон. Если у нас есть сеть нейронов, возможно, мы сможем увидеть их связь в реальном времени, — говорит Лихун Ван. — Кроме того, поскольку температура, как известно, изменяет фазовый контраст, система может быть способна изобразить, как фронт пламени распространяется в камере сгорания».

Изобретение Лихун Вана и его коллег описано в статье в журнале Science Advances.

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
VK.com Twitter Telegram YouTube Яндекс.Дзен Одноклассники
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2024.