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