Физики из Университета Шеффилда разработали метод трансмисионной микроскопии, который позволит получать изображения, разрешение которых ограничено только длиной волны электрона. Результаты их работы приводит журнал Nature.

Исследователи отказались в конструкции просвечивающего микроскопа от магнитных линз, которые вносят основной вклад в понижение разрешения. При этом изображение получалось путем компьютерного анализа паттерна дифракции волн, прошедших сквозь образец. Авторы назвали такой вид микроскопии электронной птихографией.

Благодаря принципиально иному способу формирования изображения и небольшой модификации конструкции им удалось в пять раз увеличить разрешение на уже существующем приборе.

Разрешение современных электронных микроскопов зависит от длины волны используемых электронов, но даже в самых сложных моделях не превышает 0,05 нм, что в 25 (в обычных моделях в 100) раз хуже, чем теоретический предел.

Относительно низкое разрешение присуще всем современным электронным микроскопам и объясняется тем способом, каким в них формируется изображение.

Принципиально электронный микроскоп очень похож на световой. В нем вместо потока света через образец проходит поток электронов, а вместо стеклянных линз используются магниты. Они изменяют движение электронов так же, как линзы изменяют движение световых лучей. Благодаря этим магнитным линзам поток электронов удается сфокусировать и получить резкое изображение. Однако магнитным линзам присущи неустранимые аберрации, которые и вносят основной вклад в размытие изображения.

Авторам удалось найти способ восстановить изображения из дифракции несфокусированных волн, что позволило избавиться от магнитов и, вместе с ними, от искажений.

Исследователи считают, что метод птихографии можно будет применить и в световой микроскопии.

• Во-первых это позволит существенно увеличить разрешение получаемых изображений.
• Во-вторых, такой способ получения изображения не требует сильного приближения объекта к линзе микроскопа.

Это позволит рассматривать живые клетки издалека – например, сквозь крышки культуральных чашек.