Группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создала опытный образец микроскопа принципиально нового типа. Этот микроскоп, позволяющий получить высококачественные изображения с высокой разрешающей способностью, не использует традиционную оптическую систему с линзами для увеличения изображения объекта. Вместо этого он создает голографическую картину, которая фиксируется датчиком, сопряженным с компьютером, который сохраняет получаемые данные в цифровом виде и воссоздает по ним изображение объекта. Такой не очень традиционный подход позволит в недалеком будущем создать новые микроскопы, не уступающие по качеству достаточно хорошим оптическим микроскопам, но гораздо более компактные по размерам и имеющие значительно меньшую себестоимость.
Попытки создания подобных микроскопов уже производились в более раннее время другими группами ученых. Но, к сожалению, их усилия, можно сказать, пропали практически даром, ни одно из созданных устройств не смогло обеспечить получения снимков приемлемого качества с достаточной разрешающей способностью. Но, как это часто бывает в науке и технике, то, что не поддается в течение долгого времени, рано или поздно, но будет покорено. Опытный образец созданного калифорнийскими учеными микроскопа был передан на испытания в одно из медицинских учреждений. При его помощи опытный дипломированный специалист, разглядывая образцы тканей, сумел поставить правильный диагноз в 74 случаях из 75. Следует отметить, что этот же специалист при помощи высококачественного и дорогостоящего оптического микроскопа поставил правильный диагноз во всех случаях, но одну ошибку вполне можно списать на то, что опытный микроскоп все же является опытным устройством, еще достаточно далеким от совершенства.
Голографический микроскоп производит съемку при помощи излучения когерентного света с определенными параметрами, который проходит через материал исследуемого образца. Явление интерференции света приводит к появлению своеобразной голографической картины, которая фиксируется светочувствительной матрицей, расположенной ниже образца. Данные, зарегистрированные датчиками матрицы, оцифровываются и передаются в компьютер, на котором работают специализированные алгоритмы, восстанавливающие изображение исследуемого объекта и делающие это с большой скоростью и высоким качеством.
Из-за физических ограничений, связанных с использованием линз и других оптических элементов, традиционные микроскопы имеют ограниченную область охвата и минимально допустимые размеры рассматриваемых объектов. Кроме этого, специалисты, работающие с оптическими микроскопами, должны уметь "играть" с его ручками и кнопками для того, чтобы иметь возможность сфокусировать микроскоп на различной глубине материала исследуемого образца. Голографические микроскопы, не имеющие линз, практически лишены всех перечисленных недостатков, кроме этого, синтезируемое таким микроскопом изображение охватывает сразу всю толщину материала образца и компьютеру ничего не стоит виртуально сфокусироваться на каком-то его слое, производя при этом необходимую коррекцию изображения.
В качестве светочувствительного датчика голографического микроскопа используется датчик с высоким разрешением, подобный тем, которые используются в не самых дешевых смартфонах. Он и является самым дорогостоящим элементов устройства, комплектация которого в целом стоит порядка тысячи долларов. Но, пожертвовав значениями некоторых характеристик, калифорнийские исследователи изготовили второй подобный микроскоп, стоимость которого не превышает ста долларов, и при помощи которого можно уверенно идентифицировать микроорганизмы типа бактерий E. Coli.
Первоисточник
Подпишись: