Ao visualizar amostras biológicas com um microscópio, o feixe de luz é perturbado se a lente da objetiva estiver em um meio diferente do da amostra. Por exemplo, ao observar uma amostra aquosa com uma lente rodeada de ar, os raios de luz curvam-se mais acentuadamente no ar ao redor da lente do que na água.
Esta perturbação faz com que a profundidade medida na amostra seja menor que a profundidade real. Como resultado, a amostra parece achatada.
“Esse problema é conhecido há muito tempo e, desde a década de 80, foram desenvolvidas teorias para determinar um fator corretivo para determinação da profundidade. No entanto, todas estas teorias assumiram que este factor era constante, independentemente da profundidade da amostra. Isto aconteceu apesar do facto de o posterior prémio Nobel Stefan Hell ter apontado nos anos 90 que esta escala poderia ser dependente da profundidade”, explica o professor associado Jacob Hoogenboom da Universidade de Delft. Equipar.
Cálculos, experimentos e ferramenta web
Sergey Loginov, ex-pós-doutorado na Universidade de Tecnologia de Delft, mostrou agora, com cálculos e um modelo matemático, que a amostra realmente parece mais achatada perto da lente do que mais longe. Ph.D. o candidato Daan Boltje e o pós-doutorado Ernest van der Wee confirmaram posteriormente no laboratório que o fator corretivo depende da profundidade.
O trabalho está publicado na revista Optica.
O último autor, Ernest Van der Wee, diz: “Compilamos nossos resultados em uma ferramenta web e software fornecido com o artigo. Com essas ferramentas, qualquer pessoa pode determinar o fator corretivo preciso para seu experimento.”
Compreendendo anormalidades e doenças
“Em parte graças à nossa ferramenta de cálculo, podemos agora cortar com muita precisão uma proteína e seus arredores de um sistema biológico para determinar a estrutura com microscopia eletrônica. Este tipo de microscopia é muito complexo, demorado e incrivelmente caro. Garantir que você está olhando para a estrutura certa é, portanto, muito importante”, diz o pesquisador Daan Boltje.
“Com a nossa determinação de profundidade mais precisa, precisamos gastar muito menos tempo e dinheiro em amostras que não atingiram o alvo biológico. Em última análise, podemos estudar proteínas e estruturas biológicas mais relevantes. E determinar a estrutura precisa de uma proteína num sistema biológico é crucial para a compreensão e, em última análise, o combate a anomalias e doenças.”
Na ferramenta web fornecida, você pode preencher os detalhes relevantes do seu experimento, como os índices de refração, o ângulo de abertura da objetiva e o comprimento de onda da luz usada. A ferramenta então exibe a curva para o fator de escala dependente da profundidade. Você também pode exportar esses dados para seu próprio uso. Além disso, você pode representar graficamente o resultado em combinação com o resultado de cada uma das teorias existentes.