86

Лазерный микроскоп МИМ-340: увидеть живую клетку

  •  © rostec.ru

Современные микроскопы по принципу работы бывают оптическими, электронными, зондовыми, рентгеновскими и лазерными. Микроскоп МИМ-340, разработанный «Швабе» (холдинг Госкорпорации Ростех) относится именно к лазерным аппаратам, и его работа основана на технологии модуляционно-интерференционной микроскопии.

Микроскоп создан на базе Уральского оптико-механического завода имени Э. С. Яламова (УОМЗ), входящего в состав холдинга «Швабе». В 2014 году труд авторского коллектива получил высокую оценку − премию Правительства России.

Уникальность МИМ-340 заключается в том, что он позволяет рассматривать клетку при тысячекратном оптическом увеличении в максимальном разрешении до 0,1 нанометра по вертикали и до 10 нанометров в плоскости XY. При этом может вестись съемка исследуемого объекта в реальном времени со скоростью 3 кадра в секунду. Микроскоп позволяет рассматривать именно живую клетку, не прибегая к подкрашивающим веществам и не разрушая объект исследования. Таким образом можно, например, увидеть реакцию клетки на действие препарата.

  • TUS_0673.jpg
  • TUS_0673.jpg
  •  © rostec.ru

Этот подход очень важен в медицине и биотехнологиях, позволяя наблюдать клеточные процессы некоторое время, причем в объеме. Исследование, проводимое на клетках крови и культурах опухолевых клеток, показало, что комплекс МИМ-340 расширяет набор объективных количественных параметров для диагностики различных патологий на ранних стадиях.Необходимые измерения на МИМ-340 можно проводить бесконтактно. Процесс отличается простотой: продукт загружается в контейнер, запускается программное обеспечение, и на выходе получается точный результат. Результаты измерений отображаются на экране компьютера в виде топографических изображений (псевдоцветных карт), а также двумерных профилей с текстовой и цифровой информацией о структуре и статистических параметрах рельефа измеряемого микрообъекта.

Технологии плюс дизайн

Принцип действия микроскопа основан на совместном использовании оригинальных технологий лазерной микроскопии МИМ и аэромагнитных направляющих. Такое сочетание позволяет исследовать поверхность крупногабаритных (до 300×300 мм) объектов без потери координаты и фокуса. В основе работы микроскопа − интерференция световых пучков лазерного излучения, отраженных от опорного зеркала и поверхности измеряемого микрообъекта.

  • photo_2019-05-17_15-33-04.jpg
  • photo_2019-05-17_15-33-04.jpg
  •  © rostec.ru

МИМ-340 оснащен сверхплоским длинноходовым координатным столом нанометрового разрешения. Важной особенностью МИМ является оригинальный алгоритм вычисления фазы отраженного от объекта волнового фронта, сочетающий в себе быстродействие шаговых методов и сверхразрешение фазометрических методов.

Управление микроскопом производится с помощью рабочей станции — компьютера с двумя мониторами и предустановленным программным обеспечением. Стоит отметить тот факт, что разработчики микроскопа уделили должное внимание дизайну изделия. МИМ-340 выглядит очень современно: панели со скошенными линиями, яркая подсветка. Приятно, что внешний вид микроскопа соответствует высокотехнологичной «начинке».

Проверка на практике

Микроскоп МИМ-340 обладает широким спектром применения: от медицины до точного машиностроения, оптической промышленности, материаловедения и авиационно-космической отрасли. Сегодня он проходит апробацию в ведущих вузах и крупнейших научно-исследовательских центрах России, в том числе в МГУ, Институте механики сплошных сред УО РАН, Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Центре доклинических и трансляционных исследований им. В.А. Алмазова в Санкт-Петербурге и других.

  • TUS_0688.jpg
  • TUS_0688.jpg
  •  © rostec.ru

С помощью МИМ-340 ученым Пермского федерального исследовательского института центра УрО РАН удалось подтвердить гипотезу о том, что монофрактальность сигналов колебаний оптической плотности клеток является признаком злокачественных образований.

На базе технологии лазерной интерференционной микроскопии, лежащей в основе МИМ-340, разработан оригинальный метод диагностики рака молочной железы. Метод сочетает динамическую фазовую микроскопию, при помощи которой выявляются характерные моды, присущие опухолевым клеткам, и инфракрасную термографию, позволяющую на ранней стадии локализовать опухоль для последующей биопсии.

В настоящее время ведутся работы по созданию настольной версии лазерного микроскопа МИМ-Н, адаптированного для биомедицинских исследований. Разработка МИМ-340 является ярким примером диверсификации производства и увеличения доли гражданской продукции Ростеха, которая согласно стратегии госкорпорации к 2025 году должна составить более 50%.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • 6
    OptimoPrincipi OptimoPrincipi
    18.05.1911:58:20

    Что тут говорить — вещь! Хотел я такой в нашу лабораторию, но стоит собака 12-15 миллионов в зависимости от комплектации. Пока не потянули.

  • 6
    Нет аватара cheri
    18.05.1913:52:30

    Вообще-то «клетку» может легко увидеть школьный микроскоп на уроке биологии.

    Если такое разрешение, то надо писать «увидеть атом».

    Это просто к слову   ))

    • 4
      OptimoPrincipi OptimoPrincipi
      19.05.1910:29:38

      Школьный микроскоп может наблюдать только мертвую фиксированную клетку. МИМ-340 по своему уникальный прибор — он позволяет работать с живыми объектами, которые постоянно меняют свою форму и при этом держать объект в фокусе. Кроме того, важной особенностью прибора является возможность сканировать форму поверхности 300 на 300 мм без потери фокуса. То есть с точки зрения наноразмеров вы можете исследовать огромные пространства, потому что атом и 300 мм (30 см) отличаются на 8 порядков. Примерно также соотносятся поверхность нашей планеты и иголка. То есть МИМ-340 может в автоматическом режиме найти иголку на поверхности планеты (т.е. найти один атом на поверхности 300 на 300 мм), причем делает он это в автоматическом режиме. Это чудесный и уникальный прибор, среди лучших мировых образцов. Ваше сравнение и ирония совершенно неуместны.

      И еще — это в большей степени интерферометр, который выявляет структуру, которая и нужна специалистам. Прибор выявляет структуру при сканировании и раскрашивает её. Например, вирус выглядит в МИМ-340 так:

      •  © cdn1.savepice.ru

      Отредактировано: OptimoPrincipi~10:39 19.05.19
  • 3
    Нет аватара Захарка
    18.05.1919:17:49

    Пора бы уже и самим с таким микроскопом заняться разработкой техпроцессов для микроэлектроники.

  • 0
    александр столярчук александр столярчук
    19.05.1900:16:28

    3 кадра в секунду не слабовато видео?

  • 0
    Нет аватара Holodoff
    19.05.1907:47:24

    Красавец

  • -3
    Нет аватара nikronn
    19.05.1909:04:02

    какая глупость думать что меньше атома ничего нет. атом тоже состоит из чего-то, что мельче атома и т. д. это бесконечность. а тут увидели всего навсего клетку и рады. сделайте прибор чтобы видеть в миллион раз мельче атома

    • 0
      Нет аватара sdelanok
      19.05.1910:16:56

      Глубже уже полевые структуры. Сильные и слабые взаимодействия, электромагнетизм, гравитация. Что вы собираетесь увидеть? Химические свойства элементов — это молекулярный уровень. Прибор приносит практическую пользу и создан не для праздного любопытства.

      • -1
        Нет аватара nikronn
        19.05.1910:57:19

        Согласитесь, что если сделать микроскоп с миллионократным увеличением, то мы узнаем много нового о «внутренностях» так называемого атома. Это самая настоящая бесконечность, которую мы просто не способны видеть. Слона видим, кошку видим, блоху видим, атом видим с помощью прибора, и всё )) Решили что мы вершина цивилизации, всё знаем

    • 0
      OptimoPrincipi OptimoPrincipi
      19.05.1910:31:34

      В теме сначала разберитесь, прежде чем писать.

    • 0
      Максим Николаев Максим Николаев
      19.05.1914:22:22

      там другой мир    

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,