Das Forschungsteam löst ein jahrzehntealtes Problem der Mikroskopie

Bei der Betrachtung biologischer Proben mit einem Mikroskop wird der Lichtstrahl gestört, wenn sich die Objektivlinse in einem anderen Medium befindet als die Probe. Betrachtet man beispielsweise eine Wasserprobe mit einer von Luft umgebenen Linse, werden Lichtstrahlen in der die Linse umgebenden Luft schärfer gebrochen als im Wasser.

Diese Störung führt dazu, dass die in der Probe gemessene Tiefe kleiner ist als die tatsächliche Tiefe. Dadurch erscheint die Probe abgeflacht.

„Dieses Problem ist seit langem bekannt und seit den 1980er Jahren wurden Theorien zur Bestimmung des Korrekturfaktors zur Bestimmung der Tiefe entwickelt, aber alle diese Theorien gingen davon aus, dass dieser Faktor unabhängig von der Tiefe der Probe konstant ist.“ obwohl Stefan Hill, der preisgekrönte Nobelpreisträger, später in den 1990er Jahren darauf hinwies, dass diese Messung auf der Tiefe basieren könnte“, erklärt außerordentlicher Professor Jacob Hoogenboom von der Technischen Universität Delft.

Berechnungen, Experimente und Webtool

Sergei Loginov, ein ehemaliger Postdoktorand an der Technischen Universität Delft, hat durch Berechnungen und ein mathematisches Modell gezeigt, dass die Probe in der Nähe der Linse tatsächlich stärker abgeflacht erscheint als in der Ferne. Ph.D. Der Kandidat Dan Poltje und der Postdoktorand Ernst van der Wee bestätigten später im Labor, dass der Korrekturfaktor tiefenabhängig ist.

Arbeit ist veröffentlicht Im Magazin Optik.

„Wir haben unsere Ergebnisse in einem Web-Tool und einer Software zusammengestellt, die dem Artikel beiliegt“, sagt Endautor Ernst van der Wee. „Mit diesen Tools kann jeder das genaue Korrekturmittel auswählen, das er ausprobieren möchte.“

Auffälligkeiten und Krankheiten verstehen

„Unter anderem dank unseres Berechnungstools können wir nun ein Protein und seine umgebenden Regionen sehr präzise aus einem biologischen System herausschneiden, um die Struktur mithilfe der Elektronenmikroskopie zu bestimmen. Diese Art der Mikroskopie ist sehr komplex, zeitaufwändig und unglaublich teuer.“ sagt Forscher Dan Poltje: „Man schaut auf die richtige Struktur, die sehr wichtig ist.“

„Durch die genauere Bestimmung der Tiefe müssen wir viel weniger Zeit und Geld für Proben aufwenden, die das biologische Ziel verfehlen. Letztendlich können wir mehr Proteine ​​und ihre relevanten biologischen Strukturen untersuchen.“ letztendlich entscheidend für das Verständnis und die Kontrolle von Anomalien und Krankheiten.“

Im Web-Tool bereitgestelltkönnen Sie für Ihr Experiment relevante Details wie Brechungsindizes, Objektivöffnungswinkel und Wellenlänge des verwendeten Lichts eingeben. Das Tool zeigt dann die tiefenabhängige Skalierungsfaktorkurve an. Sie können diese Daten auch für Ihren eigenen Gebrauch exportieren. Darüber hinaus können Sie das Ergebnis mit dem Ergebnis jeder der vorhandenen Theorien grafisch darstellen.