Терьер "Майор" расправляется со 100 крысами за 9 минут

Люди не ценят крысиную жизнь

                Свет, несущий изображение какого-нибудь предмета, и прошедший через непрозрачную среду, вроде яичной скорлупы, может быть вновь собран так, что это изображение будет видно с лучшей детализацией и в более широком поле зрения, чем если бы этот свет пропустили через прозрачную линзу. Такая «рассеивающая» линза в один прекрасный день может быть использована для наблюдения за единичными клетками, и таким образом заменить традиционные микроскопы и повысить точность микрохирургии.

                В 2007 году Аллард Моск с коллегами из Twente University в Эншеде, Нидерланды, сумели показать, что материалы, обычно непрозрачные в видимом диапазоне длин волн, могут быть использованы для резкой фокусировки той малой части света, которая все же проходит насквозь. Путем корреляции входного и выходного света исследователи рассчитали «матрицу преобразования», которая определяет, каким образом свет рассеивается беспорядочно расположенными частицами материала. Затем они использовали эту матрицу, чтобы сконструировать такие входящие световые волны, чтобы рассеявшись на частицах вещества, они собирались бы в фокус с другой стороны. Вот, кстати, где применяется перемножение матриц, о котором мы упоминали в одном из недавних постов .

                В 2010 году ученые показали, что подобная линза может фокусировать свет в пятно размером в десять раз меньше, чем это сделала бы идеально прозрачная линза такой же величины. Таким образом фокус может получиться в десять раз отчетливее. В мае они получили изображения золотых наночастиц с разрешением всего 97 нанометров, — и сделали это для того, чтобы доказать, что такая матовая рассеивающая линза может превзойти 200-нанометровый предел, которым ограничено разрешение обычных оптических линз (Physical Review Letters, DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.193905).

                Впрочем, это очень кропотливый процесс. Чтобы создать изображение с таким разрешением, они должны были снять увеличенные фотографии малых областей наночастиц, а затем «сшить» эти изображения вместе. Эта технология «достигает суб-100-нанометрового разрешения и каждый день дает нам право ходить с улыбкой лице», — говорит Моск. – «Но цена, которую приходится платить за это, состоит в том, что дело идет медленно, и поле зрения оказывается очень узким, порядка нескольких микрометров».

                И вот теперь, Воншик Чои (Wonshik Choi) из Корейского Университета в Сеуле с коллегами нашли способ получать изображения с тысячекратно более широким полем зрения – до нескольких миллиметров, хотя их разрешение и меньше, чем в методе Моска.

                Их технология, подробно изложенная в статье, готовящейся к публикации в Physical Review Letters, измеряет коэффициенты матрицы преобразования потенциальной линзы быстрее и с большей детализацией, чем все ранее примененные методы.

                В качестве линзы они использовали слой свежей (куда смотрит общество охраны животных) крысиной кожи толщиной 450 микрометров. Сначала они освещали его с разных углов, получив при этом около 20000 изображений прошедшего сквозь кожу света за 40 секунд. В результате в их распоряжении оказывалась детальная 3D модель матрицы преобразования для данного образца кожи.

                Затем они помещали микроглиальную клетку из крысиного мозга (да-да) перед кожаной линзой и делали еще один снимок. Ученые использовали программное обеспечение по распознаванию образов для  того, чтобы пересортировать 20000 изображений и определить, какие области матрицы находятся перед клеткой. Этот процесс позволял им собрать воедино детальную «фотографию» клетки.

                Такая техника обеспечивает поле зрения в пять раз шире, чем обычные линзы. Происходит это из-за того, что лучи света, отраженные от рассматриваемого объекта в углах слишком больших, чтобы обычная линза могла их захватить, — оказываются искривленными в направлении детектора матовой рассеивающей линзой. «Наша система может проводить широкоугольное фотографирование путем конвертирования искаженного изображения в четкую картинку, используя записанную матрицу преобразования», — поясняет Чои.

                «Это отличная работа», — комментирует Йохен Аульбах (Jochen Aulbach) из FOM Institute for Atomic and Molecular Physics в Амстердаме. «Это большой шаг от идеи матовой рассеивающей линзы в сторону реальных применений для широкоугольной микроскопии».

                «Я не знаю ни одной компактной оптической системы, которая совмещала бы такое высокое разрешение с тем широким полем зрения», — утверждает Моск. Он надеется увидеть гибридную систему, которая комбинировала бы разрешение его методики со скоростью и широким полем зрения метода Чои. В конечном итоге, говорит ученый, эта технология могла бы помочь хирургам лучше видеть, что и как резать во время микроопераций. «Рассеяние света может показаться губительным для фотографии, но на самом деле рассеивающая система способна стать почти идеальной линзой».

GD Star Rating
loading...
Кожаная линза лучше стеклянной, 10.0 out of 10 based on 4 ratings

Добавить комментарий