При просмотре биологических образцов с помощью микроскопа световой луч нарушается, если линза объектива находится в другой среде, чем образец. Например, при взгляде на водный образец с линзой, окруженной воздухом, лучи света изгибаются в воздухе вокруг линзы более резко, чем в воде.
Это нарушение приводит к тому, что измеренная глубина в образце оказывается меньше фактической глубины. В результате образец выглядит сплющенным.
«Эта проблема известна давно, и с 80-х годов разрабатываются теории по определению поправочного коэффициента определения глубины. Однако все эти теории предполагали, что этот фактор постоянен независимо от глубины образца. Это произошло несмотря на то, что более поздний нобелевский лауреат Стефан Хелл указал в 90-х годах, что это масштабирование может зависеть от глубины», — объясняет доцент Джейкоб Хугенбум из Делфтского университета. Технологии.
Расчеты, эксперименты и веб-инструмент
Сергей Логинов, бывший постдок Делфтского технологического университета, теперь показал с помощью расчетов и математической модели, что образец действительно выглядит более сплющенным ближе к линзе, чем дальше. Кандидат наук. Кандидат Даан Болтье и постдок Эрнест ван дер Ви впоследствии подтвердили в лаборатории, что поправочный фактор зависит от глубины.
Работа опубликована в журнале. Оптика.
Последний автор Эрнест Ван дер Ви говорит: «Мы объединили наши результаты в веб-инструмент и программное обеспечение, прилагаемые к статье. С помощью этих инструментов каждый может определить точный поправочный коэффициент для своего эксперимента».
Понимание отклонений и заболеваний
«Отчасти благодаря нашему инструменту расчета мы теперь можем очень точно вырезать белок и его окружение из биологической системы, чтобы определить структуру с помощью электронной микроскопии. Этот тип микроскопии очень сложен, требует много времени и невероятно дорог. Поэтому очень важно убедиться, что вы смотрите на правильную структуру», — говорит исследователь Даан Болтье.
«Благодаря более точному определению глубины нам нужно тратить гораздо меньше времени и денег на образцы, которые не достигли биологической цели. В конечном итоге мы сможем изучать более важные белки и биологические структуры. А определение точной структуры белка в биологической системе имеет решающее значение для понимания аномалий и болезней и, в конечном итоге, борьбы с ними».
В предоставленном веб-инструменте вы можете ввести соответствующие детали вашего эксперимента, такие как показатели преломления, угол апертуры объектива и длину волны используемого света. Затем инструмент отображает кривую масштабного коэффициента, зависящего от глубины. Вы также можете экспортировать эти данные для собственного использования. Кроме того, вы можете построить график результата в сочетании с результатом каждой из существующих теорий.