Quando si osservano campioni biologici al microscopio, il raggio luminoso viene disturbato se la lente dell'obiettivo si trova in un mezzo diverso da quello del campione. Ad esempio, quando si osserva un campione acquoso con una lente circondata dall'aria, i raggi luminosi si piegano più bruscamente nell'aria attorno alla lente che nell'acqua.
Questo disturbo fa sì che la profondità misurata nel campione sia inferiore alla profondità effettiva. Di conseguenza, il campione appare appiattito.
"Questo problema è noto da molto tempo e dagli anni '80 sono state sviluppate teorie per determinare un fattore correttivo per determinare la profondità. Tuttavia, tutte queste teorie presupponevano che questo fattore fosse costante, indipendentemente dalla profondità del campione. Ciò è accaduto nonostante il fatto che il futuro premio Nobel Stefan Hell avesse sottolineato negli anni '90 che questo ridimensionamento poteva dipendere dalla profondità," spiega il professore associato Jacob Hoogenboom dell'Università di Tecnologia di Delft.
Sergey Loginov, ex postdoc presso l'Università della Tecnologia di Delft, ha ora dimostrato con calcoli e un modello matematico che il campione appare effettivamente più fortemente appiattito vicino alla lente che più lontano. Dottorato di ricerca il candidato Daan Boltje e il postdoc Ernest van der Wee hanno successivamente confermato in laboratorio che il fattore correttivo dipende dalla profondità.
Il lavoro è pubblicato sulla rivista Optica .
L'ultimo autore Ernest Van der Wee afferma:"Abbiamo raccolto i nostri risultati in uno strumento Web e in un software fornito con l'articolo. Con questi strumenti, chiunque può determinare il fattore correttivo preciso per il proprio esperimento."
"In parte grazie al nostro strumento di calcolo, ora possiamo ritagliare in modo molto preciso una proteina e i suoi dintorni da un sistema biologico per determinarne la struttura con la microscopia elettronica. Questo tipo di microscopia è molto complessa, richiede molto tempo ed è incredibilmente costosa. Garantirlo è quindi molto importante osservare la struttura giusta", afferma il ricercatore Daan Boltje.
"Grazie alla nostra determinazione più precisa della profondità, dobbiamo spendere molto meno tempo e denaro su campioni che non hanno raggiunto il bersaglio biologico. In definitiva, possiamo studiare proteine e strutture biologiche più rilevanti. E determinare la struttura precisa di una proteina in un sistema biologico è fondamentale per comprendere e, in definitiva, combattere anomalie e malattie."
Nello strumento web fornito puoi inserire i dettagli rilevanti del tuo esperimento, come gli indici di rifrazione, l'angolo di apertura dell'obiettivo e la lunghezza d'onda della luce utilizzata. Lo strumento visualizza quindi la curva per il fattore di scala dipendente dalla profondità. Puoi anche esportare questi dati per uso personale. Inoltre, puoi tracciare il risultato in combinazione con il risultato di ciascuna delle teorie esistenti.
Ulteriori informazioni: Sergey Loginov et al, Ridimensionamento dipendente dalla profondità delle distanze assiali nella microscopia ottica, Optica (2024). DOI:10.1364/OTTICA.520595
Informazioni sul giornale: Ottica
Fornito dall'Università della Tecnologia di Delft
