139

МИМ-340 — подробности о лучшем в мире оптическом микроскопе

  •  © Фото из открытых источников
Наш портал уже рассказывал о презентации на конференции Биотехмед серийного микроскопа МИМ-340 от компании «Швабе». Но то были, что называется, вести с полей, краткая заметка, даже близко не передающая масштаб этого события. После презентации я тщательно помучал вопросами разработчиков и представителей холдинга «Швабе», и узнал подробности об этом передовом устройстве. И теперь, хотел бы подробнее рассказать об этом замечательном микроскопе.
  •  © Фото из открытых источников

Начнем с того, что МИМ-340 это лазерный интерференционно-модуляционный микроскоп. То есть это не просто оптический микроскоп, а микроскоп использующий для увеличения изображения объекта определенные физические свойства света. Но не будем вдаваться в подробности физических принципов работы микроскопа, что бы не вызвать смеха у тех, кто изучением этих принципов занимается. Тут важно понимать другое — использование тех принципов, на которых построен этот микроскоп, это высокая наука и плод серьезных многолетних исследований. У нас этой темой занимаются с середины 80-х годов, тогда как на Западе таким исследованиям всего 10-15 лет. Именно поэтому Россия и смогла создать лучший в мире оптический микроскоп — МИМ-340 это не только плод усилий инженеров Швабе, это еще и продукт больших достижений России в науке.

Что важно, эта технология позволяет не просто рассмотреть объект со всех сторон, важно, что с помощью этой технологии можно заглянуть внутрь объекта, например клетки. Правда в отличии от электронной микроскопии, МИМ не видит отдельные элементы клетки или молекулы, но он может дать полную картину их изменений во времени, и что важно, в отличии от электронного микроскопа, не убивая клетку. Для многих задач этого достаточно.

  •  © Фото из открытых источников

Необходимо сразу сказать — МИМ-340 не содержит каких-то революционных открытий и изобретений, технология интерференционно-модуляционной микроскопии применяется на практике в России уже десятки лет — первое устройство, основанное на этой технологии, было создано в 1985 году. Запад отстал, но тоже не стоит на месте. Поэтому МИМ-340 это не революция, а скорее эволюция технологии, переложенная на новую, более совершенную элементную базу и новые, более эффективные программные алгоритмы обработки информации — современный микроскоп это не только «железо» но и программное обеспечение.

Чем же так хорош МИМ-340? В первую очередь это его потрясающая разрешающая способность (разрешение — до 0,1 нм по вертикали (ось Z) и до 10 нм в плоскости XY) при высокой скорости съемки — 3 кадра в секунду. Это позволяет наблюдать рекордно мелкие объекты в реальном времени. И что еще важно — микроскопу для этого не требуются подкрашивающие вещества, чаще всего токсичные, а значит возможно наблюдать, например, живую клетку. Именно живую, что очень важно в медицине и биотехнологиях, и позволяет наблюдать процессы в клетке продолжительное время. Причем в трех измерениях — то есть в объеме. В электронной микроскопии — раз посмотрел, и всё, нужна новая клетка.

  •  © Фото из открытых источников

Понятно, что на форуме посвященном биотехнологиям был сделан акцент именно на способности микроскопа исследовать живые клетки, но это далеко не единственное его применение. Микроскоп уже с успехом применяют в микроэлектронике — с его помощью можно рассматривать элементы микросхем. В материаловедении, можно изучать структуру материалов. В оптической промышленности с помощью этого микроскопа изучают оптические приборы, поверхности линз, свойства оптических покрытий.

Уже сейчас микроскоп применяется в ведущих исследовательских центрах нашей страны. Его применяют для исследования клеток крови, визуализации вирусов, изучения морфологии раковых клеток. Первым научным центром, получившим этот микроскоп стал Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова. Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники стал вторым научным учреждением, получившим этот микроскоп. Там его используют для контроля геометрии и шероховатости медицинских изделий. Всего же этот микроскоп уже работает в более чем 20 научных центрах страны. МИМ используют для исследований по гематологии, онкологии, иммунологии, вирусологии и в других направлениях науки. Мало того, МИМ открывает новые возможности в исследовании эффективности новых препаратов, позволяя уйти в ряде случаев от опытов над животными, к исследованию действия препаратов непосредственно на живые клетки человека, что не только экономит время, но и даёт гораздо более точные результаты.

То есть конкретно у модели МИМ-340 чисто исследовательская функция. Но создатели рассматривают этот микроскоп как платформу, как основу для множества более узкоспециализированных устройств. Причем не только микроскопов, но и различных диагностических устройств, использующих эту технологию. Например, эта технология очень нужна врачам, в частности для определения реакции клеток конкретного человека на действие препаратов. Как пример можно привести Преднизолон. Этот препарат подавляет функции лейкоцитов, что используется при пересадке органов, для их лучшей приживаемости и снижения риска отторжения. Но проблема в том, что иногда лейкоциты человека оказываются невосприимчивы к Преднизолону, и раньше узнать это можно было только по факту, то есть уже после пересадки органа, когда спасать нужно уже не орган, а всего человека. С использованием МИМ-340 проверить действие преднизолона на клетки человека можно заранее. Есть и другие области применения этого микроскопа в клинической практике, но для больниц будет создана другая, более простая и компактная модель. Одна из целого семейства микроскопов для различных сфер применения.

Всего Швабе планирует выпускать около 1000 устройств разных модификаций в год. Причем микроскопом заинтересовались и за рубежом, так что спрос на него очевидно будет.

  •  © Фото из открытых источников

Надо сказать, что МИМ-340 не единственный в мире микроскоп, созданный по этой технологии, и не единственный микроскоп, позволяющий наблюдать живые клетки в реальном времени. Но он лучший. Главное его отличие от аналогов в том, что он позволяет рассматривать клетку в максимальном разрешении не жертвуя при этом скоростью, тогда как зарубежные аналоги либо слишком медленные, либо не обеспечивают качественного изображения.

  •  © Фото из открытых источников

Теперь, что касается локализации. В этом микроскопе есть импортные запчасти, прежде всего это объектив. Впрочем, на первом прототипе стоял объектив ЛОМО, и особых нареканий не было, но в серийном устройстве все же был выбран импортный микро-объектив Olimpus — лучший на данный момент в мире. В остальном же — это полностью российское производство. Конечно, отдельные микросхемы, как и в любых других устройствах, импортные, но схемотехника, производство многослойных печатных плат, монтаж элементов, все это делается у нас в России на Уральском оптико-механическом заводе. Ну и программное обеспечение — важнейшая часть микроскопа, сложнейшие алгоритмы обработки и визуализации информации, дающие немалый вклад в общую эффективность МИМа — так же созданы в России.

  •  © Фото из открытых источников

Отдельно хочется остановиться на дизайне микроскопа. Посмотрите на него, может это и не верх дизайнерского искусства, но очевидно, что внешнему виду устройства уделили не последнее значение, дизайн проработан до деталей, причем не только в форме, но и в свете — обратите внимание на святящиеся элементы. Внешний вид подчеркивает насколько серьезное устройство скрывается за ним. Часто у нас этому уделяют мало внимания, но это очень важно для успеха продукта на рынке.

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

  • 23
    чебурашка1974 чебурашка1974
    05.10.1609:51:07

    Это же КРУТЯК!     Помню,на одной из передач Ковтун в запале спросил,какие достижения дала Россия за последние(постсоветские) годы.Так вот одно из них! РОССИЯ, Я ГОРЖУСЬ ТОБОЙ!          

    Отредактировано: чебурашка1974~11:52 05.10.16
  • 5
    zrk zrk
    05.10.1609:53:48

    Прелестно!

  • 0
    Владимир Китайгородцев Владимир Китайгородцев
    05.10.1610:38:02

    вот не люблю новости от Швабе, уж больно они навязчивы, но за эту «+" не поставить не могу.

    • 18
      rvk rvk
      05.10.1611:05:45

      Вообще-то это не новость от Швабе, это мой авторский материал.

      • 0
        Муза Рубацкая Муза Рубацкая
        05.10.1620:04:29

        МИМ-340…позволяет рассматривать клетку в максимальном разрешении

        Отчего же не поместить фото клетки или её компонентов под этим микроскопом?   

  • Комментарий скрыт по причине низкого рейтинга. показать
    • 5
      rvk rvk
      05.10.1611:26:47

      Даже лупа использует то же самое.

      Возможно я не так выразился. Но меня можно простить — я не специалист в оптике.

      Нет уж, вдайтесь раз начали. Какая длина волны?

      Эту информацию легко узнать на сайте Швабе, или в других источниках. Я же мало понимаю принципы работы этого микроскопа, поэтому что бы не смешить народ, воздержусь от рассказа о них.

      • -7
        Нет аватара NeoGeography
        05.10.1611:46:40

        Ну так узнайте рабочую длину волны, и здесь приведите. О принципах говорить не будем, договорились.

        • 2
          rvk rvk
          05.10.1611:49:08

          Почему бы вам самим не узнать это? Я вот вообще не уверен, что эта характеристика имеет какое-то принципиальное значение для принципов работы этого микроскопа. Ясно что он лазерный, но какое значение имеет длина волны лазера?

          • 3
            A S A S
            05.10.1612:48:52

            Я вот вообще не уверен, что эта характеристика имеет какое-то принципиальное значение для принципов работы этого микроскопа.

            Имеет, но мало интересна 99% читателей. Но иногда зануде проще дать, чем объяснить что ты его не хочешь.

            • 0
              Нет аватара NeoGeography
              05.10.1618:08:47

              иногда зануде проще дать
              Спасибо. Мы с удовольствием пользуемся этим.

              Отредактировано: NeoGeography~20:09 05.10.16
        • 1
          A S A S
          05.10.1612:37:37

          405нм

        • 0
          Denis Grabov
          23.10.1616:07:07

          Ну ,допустим, 560 нм, зеленый. Что дальше?А может 400нм, для большего разрешения.Это же видят на экране картинку, компьютер может окрасить ее в какой угодно цвет. Картинка высчитана компьютером. Принципработы,наверное, заключается в том, чтокогерентный свет интерферирует ,когда строго выдержана разность хода двух лучей. Это очень чувствительно. Даже когда разница хода 1/20 длины волны это уже отражается на интенсивности света в точке схождения лучей. Например, так исследуют разные участки поверхности линзы. Если есть малейшая неровность, то интенсивность интерферировавших лучей уже другая чем рядом на поверхности. Как это применить к мягкой клетке я не знаю.

    • 3
      VV Axntv VV Axntv
      05.10.1613:21:09

      Это лазерный интерференционный микроскоп. Его разрешение превышает естественный предел — длину волны используемого света (в воздухе 400 нм).

      Для этого используются лазерные измерения, которые между плоскостями могут давать точность хоть в миллионные доли размера атома. И математическая обработка отраженных от неровных поверхностей бликов (также вычисляют картинку томографы и радиотелескопы).

      • -2
        Нет аватара NeoGeography
        05.10.1617:24:57

        могут давать точность хоть в миллионные доли размера атома
        Порядков на восемь ошиблись.

        • 0
          Вадим Дмитриев
          05.10.1620:17:38

          NeoGeography ваши посты давно у меня вызывают сомнения в наличии в/о, вначале вы называете производство сахара на кубе «наукоемким», потом величаете себя знатоком физики, при этом не зная ничего о лазерных интерферометрах.

          • 0
            Нет аватара NeoGeography
            07.10.1615:33:44

            Не надо сомнений. Сказали:

            могут давать точность хоть в миллионные доли размера атома

            Приведите спецификацию, где указано пространственное разрешение 10 в минус четвёртой пм — и я с трепетом признаю свою неправоту. А пока буду считать вас глубоким невеждой. Из сонма таких же, роящихся.

            производство сахара на кубе «наукоемким"
            Не видеть за сахаром с печеньем ничего другого — вредно для здоровья. Впрочем экономгеография — слишком сложная дисциплина для понимания тех, у кого микроскоп доли фемтометра разрешает. Подтвердятся доли фм — расскажу о наукоёмком производстве на Кубе.

  • 1
    Нет аватара uta7842
    05.10.1612:41:07

    А где можно увидеть картинку с результатом работы ???

  • 0
    Нет аватара Dizel34rus
    05.10.1613:33:03

    Зачем такие пафосные названия писать в заголовке? Видимо мне этого никогда не понять. И кто его признал лучшим? Какие награды получены?

    А если по делу, то новости однозначно плюс. Швабе как всегда радует. Надеюсь этот микроскоп будет пользоваться популярностью, в т.ч. и за бугром.

    • 0
      Витя С.
      05.10.1619:16:23

      Что пафосного в заголовке? Если ты лучший в мире, то это не пафос, а просто факт. Хотите я пафосный заголовок приведу в пример? Финансируемый Lenovo стартап представил «убийцу флагманских смартфонов"

      А так… Как говорил один умный дядя «Писать правду легко и приятно»

      Отредактировано: Жека Бардов~21:17 05.10.16
  • 4
    Е.Юрий Е.Юрий
    05.10.1616:17:26

    Очень рад, что в России поднимается на новый уровень промдизайн, да и вообще больше уделяется внимание деталям. Качественная проработка внешнего вида изделия, материалы должны не отставать по качеству от результатов данного микроскопа. Да и дело не только в конкретно этом микроскопе — все товары должны быть на высоте. Обертка должна быть так же хороша, как и завернутая в нее вкусная конфета.    За материеал спасибо   

  • 0
    Doc Doc
    06.10.1600:35:36

    «Правда в отличии от электронной микроскопии, МИМ не видит отдельные элементы клетки или молекулы, но он может дать полную картину их изменений во времени»…

    Роман, явная очипятка. Нельзя дать «полную картину изменений отдельных элементов клетки», не видя их. Наверняка какие-то органеллы видит. Поправьте, плз.

    А так — «+".

    Вот только обидно за объектив ЛОМО. Ну что ж…

    • 0
      rvk rvk
      06.10.1609:48:58

      Насколько я понял из рассказала, взять и рассмотреть, скажем митохондрию нельзя. Но можно видеть как она именно изменяется, то есть в динамике. Или скажем молекулу белка не видно, но видно изменение, скажем после ввода препарата.

  • 0
    Константин Бояров Константин Бояров
    12.10.1610:28:19

    > Запад отстал, но тоже не стоит на месте

    > импортный микро-объектив Olimpus — лучший на данный момент в мире

    • 0
      rvk rvk
      12.10.1613:49:11

      Запад отстал в технологии интерференционно-модуляционной микроскопии. А объектив это обычная оптика.

  • 0
    Нет аватара Иванушка
    12.10.1614:16:41

    Кто владеет технологиями, тот владеет миром!

  • 0
    Аленка Ярцева Аленка Ярцева
    15.10.1607:05:38

    «разрешение — до 0,1 нм по вертикали (ось Z)» это не опечатка? Может быть, имелось в виду 0,1 мкм?

    Или по z разрешение в 100 раз дучше, чем по xy?

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