Ученые из Калифорнийского университета в Лос Анджелесе (University of California, Los Angeles) продемонстрировали самый быстрый в мире фотоаппарат, который позволит находить раковые клетки в крови человека.

Максимальная скорость работы затвора этого прибора – 440 триллионных секунды; он может запечатлеть 6,1 миллионов изображений в секунду. Для освещения объекта используется импульсный лазер. Излучение, отраженное от объекта и несущее полную информацию о нем, через волоконно-оптический канал поступает в систему электронной обработки и преобразования. Система осуществляет так называемое преобразования Фурье с усилением сигнала и одновременно растягивание сигнала по времени. Таким образом, наравне с усилением, электронным путем создается замедление сигнала для того, чтобы совместить его с быстродействием системы регистрации.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature (Serial time-encoded amplified imaging for real-time observation of fast dynamic phenomena.

Подобный аппарат совершенно необходим для фотографирования таких, например, явлений, как взаимодействие между нейронами. Он может использоваться в медицине для съемки отдельных клеток в кровяном потоке в организме человека. Сейчас кровяные клетки можно изучать только под микроскопом, взяв у пациента пробу крови.

По словам инженера Кейсуке Года (Keisuke Goda), одного из участников проекта, прибор может установить присутствие в крови клеток, которых в данный момент очень мало, но которые сигнализируют о ранних стадиях какой-либо болезни. В качестве примера доктор Года приводит опухолевые клетки. Их может быть совсем мизерное количество среди миллиардов здоровых клеток, но они являются предвестниками метастазов. Шанс на то, что опухолевая клетка окажется в пробе крови и попадет под микроскоп, чрезвычайно мал. Система регистрации оптических изображений, разработанная учеными из Калифорнийского Университета в Лос Анджелесе (University of California, Los Angeles) способен существенно повысить вероятность обнаружения. Кроме того, столь малое время экспозиции позволяет зарегистрировать очень быстро протекающие события, такие, как взаимодействие между живыми клетками, некоторые элементы анализов крови и т.д., которые никаким другим способом «поймать» невозможно.

Кейсуке Года и руководитель проекта Бахрам Джали (Bahram Jali)

Ученые утверждают, что этот фотоаппарат можно сделать еще более совершенным, чтобы получать более 10 млн. снимков в секунду – эта скорость в 200 тыс. раз быстрее, чем у стандартной видеокамеры.

Евгений Биргер