Физики и химики Университета штата Юта (University of
Utah), США разработали новую технику в усиление метода флуоресцентной
микроскопии, которая использует микро «зеркала» с нанесенными на них
наночастицами серебра. Зеркала дают возможность исследовать внутреннее
строение практически непрозрачных биологических объектов, таких,
например, как кости, клетки опухолей и т.д.
Метод флуоресцентной микроскопии, основанный на способности
некоторых веществ испускать свечение при возбуждении, пользуется
заслуженной популярностью у специалистов и, следовательно, постоянно
совершенствуется. Исследователям из Университета Юты удалось найти еще один способ расширения возможностей метода.
 «Зеркало» с покрытием из наночастиц (фото: John Lupton, University of Utah)
Ученые решили устранить один из известных недостатков технологии:
невозможность исследования живых клеток (дело в том, что вводимые
внутрь образцов флуоресцентные метки в процессе свечения выделяют
токсичные вещества, убивающие клетки). Место флуоресцентных индикаторов
в разработанном проекте заняло «зеркало» с нанесенными на его
поверхность наночастицами серебра, которое располагалось сразу за
исследуемым объектом. При возбуждении излучением лазера ИК-диапазона
частицы испускали сфокусированные пучки белого света; измеряя
спектральную характеристику прошедшего через образец излучения, ученые
получали исчерпывающие данные о структуре и химическом составе вещества.
Стоит отметить, что новая технология обязана своим рождением
открытию другой группы ученых из Университета Юты, обнаруживших, что
зеленые чешуйки, которыми покрыто тело бразильского жука-долгоносика
Lamprocyphus augustus, (так называемый «фотонный жук») имеют строение
идеального фотонного кристалла (структура таких материалов
характеризуется периодическим изменением показателя преломления света в
пространственных направлениях). С развитием технологий получения
фотонных кристаллов связывают будущее современной электроники, однако
до настоящего момента не существовало способа, позволяющего детально
исследовать их внутреннее строение. «Обычный оптический микроскоп тут
не поможет», — уверенно заявляет адъюнкт-профессор физики Джон Лаптон
(John Lupton), возглавивший работы по созданию нового метода
наблюдения. Чтобы избежать рассеяния света внутри чешуек, и была
предложена схема с установкой «зеркала».
По словам д-ра Лаптона, усовершенствованный метод можно применять
как в биологии (для изучения практически непрозрачных образцов —
костей, опухолевых клеток), так и в материаловедении. В частности,
ученый предлагает вводить наночастицы серебра в состав углеволоконных
пластиков, использующихся в самолетостроении. Возбуждая частицы с
помощью лазера, можно регулярно проверять сохранность материала:
изменение спектрального состава прошедшего излучения будет означать,
что структура нарушена.
Евгений Биргер |
