Optica tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

3D çap, silikon qəlibləmə və UB ilə bərkidilə bilən şəffaf qətranı birləşdirən bir yanaşmadan istifadə edərək, tədqiqatçılar çoxfokal strukturlaşdırılmış işıqlandırma mikroskopunda super qətnaməli görüntüləmə üçün ucuz bir linza massivi hazırladılar. Fərdi linza lazer şüaları burada göstərilib. Müəllif: Ralf Bauer, Strathclyde Universiteti

Tədqiqatçılar göstəriblər ki, istehlakçı səviyyəli 3D printerlər və ucuz materiallar super qətnaməli görüntüləməni təmin edən çoxelementli optik komponentlər istehsal etmək üçün istifadə edilə bilər və hər bir linzanın istehsalı 1 dollardan azdır. Yeni istehsal yanaşması tam özelleştirilebilir optik hissələrə çıxışı genişləndirməyə və tamamilə yeni növ görüntüləmə alətlərinə imkan yarada bilər.

Böyük Britaniyadakı Strathclyde Universitetindən aparıcı müəllif Cey Kristofer bildirib ki, “Biz həyatın ən kiçik tikinti bloklarının diqqətəlayiq dərəcədə ətraflı təsvirini yaratmağa imkan verən optik hissələr yaratdıq. Bu yanaşma fərdiləşdirilmiş təsvir sistemləri üçün imkanlar açır və ənənəvi olaraq ya qeyri-mümkün olan, ya da bahalı şüşə istehsalı xidmətlərinə ehtiyac duyan təsvir ssenarilərini açır.”

Biomedical Optics Express jurnalında tədqiqatçılar 3D çap, silikon qəlibləmə və UB ilə bərkidilə bilən şəffaf qətranı birləşdirən linza dizaynı və istehsal proseslərini təsvir edirlər . Onlar təxminən 150 nm qətnamə ilə hüceyrənin sitoskeletindəki mikrotübülləri görüntüləyən çoxfokuslu strukturlaşdırılmış işıqlandırma mikroskopu yaratmaq üçün öz texnikaları ilə hazırlanmış linza lentlərindən istifadə ediblər.

Kristofer bildirib ki, “Yeni yanaşmamız alimlərə və şirkətlərə əvvəllər yüksək xərclərlə ixtisaslaşmış texnologiyanın arxasında saxlanılan alətlərə çıxış imkanı verə bilər. Büdcəyə uyğun 3D printerlərdən və materiallardan istifadə edərək, onlar üzləşdikləri problemləri həll etmək üçün öz komponentlərini istehsal edə və öz növbəsində unikal tədqiqat və məhsul inkişafı həlləri yarada bilərlər.”Bu videoda 3D çap olunmuş optik və klassik geniş sahəli mikroskopiyadan istifadə edərək çoxfokal strukturlaşdırılmış işıqlandırma mikroskopunun nəticələri göstərilir. Müəllif: Cey Kristofer, Stratklayd Universiteti

Qabaqcıl görüntüləmə üçün ucuz linzalar

Tədqiqat, tədqiqatçıların istehlakçı səviyyəli 3D printerlərdən və materiallardan fabrikdə istehsal olunan optika ilə eyni əsas linzalar yaratmaq üçün istifadə edilə biləcəyini göstərdiyi əvvəlki işlərə əsaslanır. Bu linzalar, digərləri ilə yanaşı, tam 3D çap olunmuş mikroskop istehsal etmək üçün istifadə edilmişdir .

Tədqiqat qrupunun rəhbəri Ralf Bauer bildirib ki, “İstehlakçı səviyyəli 3D çap texnologiyaları hər il daha mürəkkəb və dəqiq hala gəldikcə, ambisiyalarımız 3D çap linzalarının ümumiyyətlə bioloji görüntüləmə üçün istifadə edilə biləcəyini görməkdən tutmuş 3D çap linzalarının ən son inkişaf etmiş görüntüləmə konsepsiyaları daxilində nə qədər irəliləyə biləcəyinə qədər böyüdü”.

Yeni iş üçün tədqiqatçılar çoxfokuslu strukturlaşdırılmış işıqlandırma mikroskopunda (SIM) istifadə edilə bilən ucuz linzalar hazırlamaq istəyirdilər. Bu tip mikroskop, nümunəni işıqlandırmaq üçün birdən çox fokus nöqtəsində naxışlı işıqdan istifadə edir və normal difraksiya həddindən kiçik detalları aşkar etmək üçün hesablama yolu ilə birləşdirilmiş birdən çox görüntü çəkir.

Mikroskopiya üçün yüksək keyfiyyətli linza yaratmaq üçün tədqiqatçılar lazer şüasını 3D çap olunmuş linza vasitəsilə fokuslayarkən müşahidə etdikləri optik səpələnməni azaltmağın bir yolunu tapmalı idilər. Bu səpələnmə, linzanın pikselləşdirilmiş ekran istifadə edərək təbəqə-təbəqə çap edilməsi səbəbindən baş verir ki, bu da linzada istənməyən difraksiya effektlərinə səbəb ola bilər. Onlar bu problemi aradan qaldırmağa kömək edəcək qəlibləmə üsulu hazırladılar.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və gündəlik və ya həftəlik olaraq vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında yeniliklərdən xəbərdar olun .

Lazerə uyğun linza hazırlamaq

Yeni istehsal yanaşması, optikanın sərbəst şəkildə mövcud olan CAD proqram təminatında dizayn edilməsini və sonra dizaynın hazırlanması üçün 3D printerdən istifadə edilməsini əhatə edən tipik 3D çap prosesindən başlayır. Bir neçə sadə emal addımından sonra bu, 3D çap olunmuş xam optika yaradır.

Linzanın aydınlığını və şəffaflığını artırmaq üçün tədqiqatçılar 3D çap materialının daha çox hissəsini hər bir linza səthinə yapışdıraraq 3D çap zamanı əmələ gələn nazik təbəqələri hamarlaşdırdılar. Ənənəvi cilalama yanaşmasından daha sürətli olan bu əlavə yanaşma, kommersiya səviyyəli şüşə linzalarla rəqabət apara biləcək qədər hamar səthlərə malik xüsusi hazırlanmış linza yaratdı.

Çoxfokuslu strukturlaşdırılmış işıqlandırma mikroskopu üçün onlar eyni səthdə bir çox kiçik linzadan ibarət tək bir optik olan linza massivi hazırlamış və çap etmişlər . Bu optik dizayn mikroskopda bir çox işıqlandırma nöqtəsi yaratmağa imkan verir və bioloji nümunələrdəki kiçik detalları tutma qabiliyyətini sürətləndirir.

Linza massivini çap edib təmizlədikdən sonra tədqiqatçılar ondan silikon qəlib hazırladılar və sonra onu ucuz UB şüaları ilə bərkiyən şəffaf qətranla doldurdular. Bu, difraksiya effektlərindən əziyyət çəkməyən optik hissə yaratdı.

Tədqiqatçılar aşağı qiymətli optikalarını yüksək səviyyəli və büdcəli kommersiya optikaları ilə müqayisə etmək üçün dəqiq səth ölçmələrindən istifadə edərək 3D çap olunmuş linza səthlərinin hər iki növ kommersiya optik səthləri ilə yaxşı uyğunlaşdığını aşkar etdilər. Daha sonra onlar laboratoriya prototipli çoxfokal strukturlaşdırılmış işıqlandırma mikroskoplarında 3D çap olunmuş optik linza massivindən istifadə edərək, kommersiya şüşə linza massivləri ilə əldə edilən keyfiyyətə demək olar ki, eyni olan super qətnaməli bioloji məlumatları müşahidə etdilər.

Daha sonra tədqiqatçılar optik 3D çapın təklif etdiyi tam dizayn azadlığını daha da araşdırmağı planlaşdırırlar. Məsələn, bu yanaşma üç ölçülü çoxsaylı fokuslanmış nöqtələr yaratmaq, bio-ilhamlı görüntüləmə və sensor dizaynlarını araşdırmaq və ya əlavə funksionallıq üçün şəffaf və qeyri-şəffaf xüsusiyyətləri birləşdirən tək, əlverişli komponentlər yaratmaq üçün müxtəlif materialları birləşdirmək üçün istifadə edilə bilər.

Nəşr detalları

Cey Kristofer və digərləri, Super Çözünürlüklü Çoxfokal Strukturlaşdırılmış İşıqlandırma Mikroskopiyası üçün Aşağı Qiymətli 3D Çap Optikası, Biotibbi Optika Ekspressi (2025). DOI: 10.1364/boe.583760

Jurnal məlumatı: Biotibbi Optika Express 

Optica tərəfindən təmin edilir