23 ноября 2018

Предел разрешения для терагерцовой микроскопии преодолён

Предел разрешения для терагерцовой микроскопии преодолён

Группа исследователей из Redmatrixproject и Института общей физики А.М. Прохорова РАН совместно с российск и зарубежными коллегами разработала метод терагерцовой микроскопии на основе эффекта твердотельной ерсии, который позволяет преодолеть предел пространственного разрешения. Новый метод можно использовать для диагностики злокачественных новообразований и для решения других задач в области биологии и медицины. Статья о новом методе опубликована в журнале Applied Physics Letters. Исследование поддержано грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Существующие методы ранней неинвазивной, малоинвазивной и интраоперационной (проводй непосредственно во время операции) диагностики злокачественных новообразований недостаточно эффективны. Основываясь только на них, нельзя точно сказать, какой характер ет то или иное новообразование, поэтому они используются лишь как вспомогательные. Это ставит перед учеными задачу разработки новых методов диагностики. Последние исследования показывают, что один из перспективных путей решения этой проблемы связан с прнением методов микроскопии и визуализации тканей в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра, занющем промежуточное положение между инфракрасными и микроволнами.

В то же время существующие методы терагерцовой спектроскопии и визуализации тканей обладают низкпространственным разрешением, снижающточность диагностики и, соответственно, затрудняющих внедрение в клиническую практику.
Авторы статьи разработали новый метод терагерцовой микроскопии биологических тканей. Он основан на эффекте твердотельной ерсии: в случае фокусировки пучка излучения позади объекта с высокпоказателем преломления (в данном случае кремниевой полусферы) можно значительно уменьшить размер кружка, образуемого электромагнитным пучком и определяющего пространственное разрешение микроскопа. Для обычных оптических микроскопов существует предел разрешения, равный половине длины волны электромагнитного излучения, фокусируемого объективом. При использовании ерсии этот барьер удается преодолеть.

«Столь высокое пространственное разрешение позволяет нам визуализировать структурные особенности тканей значительно меньшего размера, чем это было возможно при использовании обычных оптических микроскопов. Для демонстрации возможностей разработанного метода мы приводв статье результаты визуализации различных биологических объектов, в том числе клеточных сфероидов, предназначенных для биопечати, и соединительных тканей молочной железы», – рассказал автор работы, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Redmatrixproject и заведующий лабораторией ИОФ РАН Кирилл Зайцев.

Наиболее перспективное прнение нового метода терагерцовой микроскопии – онкодиагностика, но его возможности намного шире. Напрр, терагерцовая микроскопия может найти прнение в регенеративной медицине – науке, занющейся восстановлением поврежденных тканей и органов.
 
 

Ваш браузер — Internet Explorer

К сожалению, этот браузер уже устарел: он уже не поддерживает новые веб-технологии и не соответствует современным веб-стандартам, поэтому некоторые элементы на странице могут отображаться некорректно. В этой связи, рекомендуется обновить Ваш браузер до последней версии или использовать альтернативные браузеры бесплатно, такие как Google Chrome, Mozilla Firefox, Yandex, Opera