​Физики из России и Китая создали миниатюрную линзу, которая позволяет увеличить разрешение уже существующих наноскопов в 10 раз и поможет увидеть мелкие вирусы и другие объекты размером до пяти нанометров. Результаты расчетов ученых были представлены в журнале Nanomaterials.

"Такие микросферы с углублением представляют интерес не только для оптической микроскопии, но и для нанолитографии, синтеза новых материалов, оптических ловушек, наномодификации поверхности и других областей", — рассказывает Игорь Минин из Томского политехнического университета.

На сегодняшний день существует несколько видов микроскопов, позволяющих наблюдать и изучать устройство объектов микромира. Первые оптические микроскопы появились в конце XVI века и на несколько столетий стали основным инструментом биологов, изучающих живые организмы.

Их разрешающая способность ограничена половиной длины самой короткой волны видимого света, примерно 200-300 нанометров. Этот предел препятствует изучению внутриклеточных процессов, так как большинство электронных микроскопов не способно работать с живыми клетками.

В последние несколько десятилетий физики и биологи научились обходить этот предел, используя различные трюки, позволяющие им "нарушать" законы физики и фокусировать свет. К примеру, ученые вводят в клетки и другие образцы различные вещества, светящиеся при облучении лазером, и анализируют то, как и где они вырабатывают свет для улучшения качества картинки.

Нечто похожего, как передает пресс-служба "Проекта 5-100", можно добиться, вставив в обычный оптический микроскоп миниатюрную сферу из высококачественного кварца. Если поместить ее в "правильную" точку, возникнет особый оптический феномен, так называемая "фотонная струя", которая позволяет дополнительно увеличить качество изображения.

Проблема, как отмечает Минин, заключается в том, что ученые достаточно быстро поняли, что толщину этой "струи" нельзя сделать меньше, чем треть от длины самой короткой волны видимого света. Это мешает наноскопам видеть объекты, чьи размеры не превышают пятидесяти нанометров, что не позволяет применять их для изучения вирусов и мелких архей.

"Мы из этого положения вышли следующим образом: в этой сфере мы сделали углубление по размеру меньше длины волны, и электромагнитное поле стало локализоваться в нем. Поэтому в данном случае вблизи поверхности сферы разрешение будет определяться диаметром углубления", — продолжает ученый.

Просчитывая свойства лунок разных форм, ученые подобрали такую конфигурацию этого отверстия, при которой оно превращалось в еще одну микролинзу, чья разрешающая способность зависела от размеров дыры. Чем она была меньше, тем выше было разрешение.

По словам Минина, добавление подобного "дефекта" в микросферу повысит разрешение наноскопов примерно в десять раз, что позволит им рассматривать отдельные структурные элементы вирусов и мелких одноклеточных организмов. Остается лишь проверить, совпадет ли это предсказание с практическими результатами.

Источники

Российские физики "научили" наноскопы видеть самые небольшие вирусы
РИА Новости, 13/02/2019
Российские физики "научили" наноскопы видеть самые небольшие вирусы
Новости@Rambler.ru, 13/02/2019
Российские физики научили наноскопы видеть самые небольшие вирусы - новости на сегодня 13.02.2019
News2world.net, 13/02/2019
Российские физики "научили" наноскопы видеть самые небольшие вирусы
3news.ru, 13/02/2019
Китайские и российские ученые нашли способ, как увеличить разрешение наноскопов
Новости@Rambler.ru, 14/02/2019
Китайские и российские ученые нашли способ, как увеличить разрешение наноскопов
ИА Синьхуа (russian.news.cn), 14/02/2019
Разрешение наноскопов увеличили в 10 раз: Яндекс.Новости
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 14/02/2019
Разрешение наноскопов увеличили в 10 раз
Kyivweekly.com, 14/02/2019
Разрешение наноскопов увеличили в 10 раз
Индикатор (indicator.ru), 14/02/2019
Разрешение наноскопов увеличили в 10 раз
Новости@Rambler.ru, 14/02/2019
Разрешение наноскопов увеличили в 10 раз
SMIonline (so-l.ru), 14/02/2019
Российские и китайские ученые нашли способ в 10 раз увеличить разрешение наноскопов
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 15/02/2019
Российские и китайские ученые смогли в десять раз увеличить разрешение наноскопов
ТАСС, 15/02/2019
Ученые ТПУ с коллегами смогли в 10 раз увеличить разрешение наноскопов
РИА Томск (riatomsk.ru), 15/02/2019
Российские физики "научили" наноскопы видеть самые небольшие вирусы
RussiaGoodNews.ru, 15/02/2019
Игорь Минин, профессор ТПУ
Огонёк (kommersant.ru/ogoniok), 18/02/2019
СМОТРИ В ВИРУС
Огонёк, 18/02/2019
Российские физики "научили" наноскопы видеть самые небольшие вирусы
Nanonewsnet.ru, 01/03/2019

Похожие новости

  • 04/08/2016

    Сибирские ученые проводят испытания препарата для детоксикации печени

    ​Ученые Сибирского государственного медицинского университета (СибГМУ) проводят испытания уникального лекарственного средства, которое активирует системы детоксикации печени при хронических гепатитах различной природы.
    1581
  • 11/04/2016

    Разработка томских ученых поможет увеличить урожай

    ​В ​Томском госуниверситете (ТГУ) выделили штамм бактерий AZ-D10, который помогает растениям усваивать ценные вещества из воздуха, что позволяет значительно увеличить урожай.  Микроорганизм будет препятствовать и развитию грибных заболеваний, так как выделяет в окружающую среду биофунгициды и вещества, способствующие росту.
    1861
  • 14/02/2018

    Томские ученые повысят эффективность лечения шизофрении и болезни Паркинсона

    ​Аспирант БИ ТГУ, сотрудник лаборатории молекулярной генетики и биохимии НИИ психического здоровья ТНИМЦ Иван Пожидаев исследует гены, которые влияют на реакцию человеческого организма на лекарства при шизофрении и болезни Паркинсона.
    1655
  • 13/08/2018

    Томские ученые знают, как «захватить» наномир

    ​Пока мировое сообщество пытается узнать, что таят в себе морские глубины необъятного Мирового океана и бесконечное космическое пространство, зарубежные ученые Томского политехнического университета — профессора Рауль Родригес и Евгения Сергеевна Шеремет — пытаются «захватить» наномир и контролировать отдельные молекулы.
    516
  • 29/06/2018

    Агрономы ТГУ помогут томичам решить проблему витаминного голода

    ​Здоровье населения во многом зависит от питания. В настоящее время многие горожане сталкиваются с тем, что называется голоданием второго типа: при употреблении достаточного количества пищи люди недополучают необходимые организму витамины и микроэлементы.
    592
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    2012
  • 13/12/2018

    Ученые обнаружили на слизистых оболочках свиней антимикробные вещества

    ​Российские ученые выделили антимикробные вещества, которые содержатся в слизистых оболочках свиней. За счет  антибактериального эффекта они могут составить конкуренцию традиционным химическим консервантам, применяющимся в пищевой промышленности.
    703
  • 06/05/2019

    Биологи ТГУ создадут стартап на территории Евросоюза

    ​Технология «Аэрощуп», разработанная БИ ТГУ для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, готова к выходу на европейский рынок.  В апреле 2019 года Биологический институт принял участие в конференции Deep Tech Atelier в Риге (Латвия), где состоялись переговоры с руководством реактора коммерциализации.
    253
  • 05/05/2016

    В Томске представят портативный экспресс-анализатор мельдония

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают отечественный метод экспресс-определения содержания мельдония в организме спортсменов и в составе биологически активных добавок, а также портативный электрохимический анализатор, который будет дешевле импортных аналогов.
    1533
  • 04/09/2017

    Томские ученые разработали новую программу «Медицина будущего»

    ​Ученые ТГУ и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработают новую комплексную программу для технологической платформы "Медицина будущего". Такое решение было принято на форуме "Армия-2017", в рамках которого прошел круглый стол об аддитивных технологиях в медицине.
    1755