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.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.