Válas György tudományos és mûszaki hírei
Mindenféle tudományos, technikai és tájékoztatási hírek

A hullámhosszkorlátot lebíró fénymikroszkóp

 

Már az 1870-es években megállapította Ernst Abbe jénai professzor, a Zeiss Mûvek alapítója, hogy hullámtermészete miatt (a létrejövõ diffrakció miatt) a fény nem fókuszálható kisebb átmérõjû területre, mint a hullámhosszának körülbelül a harmada, vagyis látható fény esetében durván 200 nm. Ezért a fénymikroszkóppal ennél jobb felbontóképesség nem érhetõ el.

A fénymikroszkóp korlátainak legyõzése céljából fejlesztették ki az elektronmikroszkópot és a térerõmikroszkópot. Ezekkel azonban csak vákuumba tett minta vizsgálható, ami biológiai anyagok esetében egyszersmind elölt mintát jelent, annak is csak a felülete. Az optikai mikroszkóppal viszont élõ anyag vizsgálható, ha pedig ez az anyag átlátszó vagy áttetszõ (mint például a sejtplazma), akkor a belsejét is megmutatja a fénymikroszkóp. Ezért továbbra is van igény a fénymikroszkóp felbontásának a javítására.

A Max Planck Biofizikai Kémiai Intézet (Göttingen) kutatói olyan trükköt találtak, amellyel az áhított cél legalább az optikai mikroszkópok egyik családja, a fluoreszcens mikroszkópok esetében elérhetõ. A fluoreszcens mikroszkópokban ultraibolya fénnyel gerjesztik a mintában található fluoreszcens anyagot (biológiai minták esetén a mintába bevitt és annak egyik-másik komponenséhez kötõdõ fluoreszcens festéket) majd látható fényben vizsgálják az így létrehozott fluoreszcenciát.

A német kutatók mikroszkópjukban két pikoszekundumos lézert használnak a minta megvilágítására. Az egyik lézer erõsen fókuszált fénye egy pontban gerjeszti a fluoreszcens anyagot. Egy másik, az elsõnél nagyobb hullámhosszra beállított és kicsivel késõbb elsütött lézer kissé eltolt fókuszpontjában úgynevezett stimulált emisszióra kényszeríti ugyanezt az anyagot, ettõl az ismét alapállapotba kerül. Így fluoreszcencia csak azon a részen alakul ki, amelyet az elsõ lézer fénye elért, de a másodiké nem. Az egymást részben átfedõ két fénypont miatt ez a terület holdsarló alakú, az egyik irányban lényegesen kisebb, mint a lehetséges legkisebb fókuszált fénypont átmérõje, így ebben az irányban jelentõsen megnõ a mikroszkóp felbontása. A két lézerfénnyel a teljes mintát soronként végigpásztázva a teljes mintáról megkapható a javított felbontású kép. A kutatók kísérleti elrendezésükben a felbontás 30%-os javulását érték el.

A felbontóképesség egyik irányban történõ javítása azonban még csak a módszer használhatóságának igazolására szolgál. A tényleges használatbavételhez legalább három fénypászma kell: a gerjesztõ fénypontot két olyan kioltó fényponttal kísérve, amelyek egymásra merõleges irányban korlátozzák le a fluoreszkáló pontot, már mindkét irányban javítható a felbontás. Még jobb az eredmény, ha három kioltó fénypontot alkalmaznak, úgy, hogy az elsõ létrehozta „holdsarlót” két oldalról vágja le a két másik. Így már jól definiált alakú fénypont hozható létre. A kutatók várakozása az, hogy ily módon néhányszor tíz nanométeres fénypont is létrehozható, vagyis eddig az értékig javítható a fluoreszcens mikroszkóp felbontása, ami már elegendõ számos sejtszervecske alaposabb vizsgálatához.

1999. szeptember 2.

Max Planck Society Research News Release 26-7-99,
http://www.mpg.de/news99/news34_99.htm


Ezt az oldalt a legelõnyösebben kedvenc böngészõjével olvashatja.

E hír Válas György szellemi tulajdona. Magáncélra, tanulmányi és tudományos célra szabadon használható, de bárminemû (akár közvetlen, akár közvetett) anyagi haszonszerzésre irányuló felhasználása csak a jogtulajdonossal kötendõ külön szerzõdés feltételei szerint jogszerû.

 

Vissza a vegyes hírek tartalomjegyzékére
Vissza a hírek tartalomjegyzékére Vissza Válas György honlapjára Válas György tematikus internet-katalógusa