Технология ультразвука, разработанная лабораторией оптики и фотоники инженерного факультета Университета Ноттингема, обещает сделать революцию в микроскопии, позволяя получать более детализированные изображения внутри живых клеток без ущерба для них. Это новаторское изобретение, известное как «фононная микроскопия», применяет звуковые волны в гигагерцовом диапазоне, что в тысячи раз выше частоты обычного медицинского ультразвука, создавая изображения с разрешением, которое ранее было недостижимым.
Для решения проблем, связанных с фокусировкой звуковых волн, команда учёных разработала уникальные оптоакустические линзы, способные собирать звуковые волны в трехмерном пространстве. Некоторые из этих линз имеют диаметр всего около 100 нанометров и обеспечивают получение более чётких изображений субклеточных структур без повреждения клеток.
Доктор Мэнтин Яо, ведущий научный сотрудник Университета Ноттингема и руководитель исследовательской группы, отметил: «Акустическая технология предоставляет значительные возможности для создания изображений с высоким разрешением в микроскопическом и даже наномасштабе. Однако реализация акустических волн с длиной, сопоставимой со световыми, и достижение аналогичного разрешения сопряжены с серьезными техническими вызовами».
Эта инновация преодолевает ограничения традиционной сканирующей акустической микроскопии, которая требовала замораживания образцов, затрудняя изучение живых систем. Фононная микроскопия предоставляет биологам возможность в реальном времени наблюдать такие процессы, как клеточный цикл, развитие опухолей и воздействие различных препаратов внутри клеток.
Сэл Ла Кавера III, научный сотрудник факультета инженерии, подчеркнул преимущества акустики по сравнению с оптическими микроскопами: «Акустическая методология позволяет избежать применения потенциально токсичных флуоресцентных маркеров и химических красителей или вредных спектров, например, ультрафиолетового, значительно снижая ущерб для образца. Кроме того, акустика позволяет количественно оценить механические характеристики образца».
Технология оптоакустических линз, разработанная доктором Яо, может существенно повлиять на исследования в области онкологии, разработке лекарств и регенеративной медицины, предлагая глубокое понимание клеточных процессов на уровне индивидуальных клеток. Недавние прорывы в науке показывают, что многие заболевания вызваны изменениями в механических свойствах клеток, что делает обнаружение этих свойств в наномасштабе особенно важным для биологии.
Источник: iXBT
