بومی سازی یک نوع میکروسکوپ برای مطالعات تغییرات سلولی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری، تعیین ریخت‌شناسی ذرات و نمونه‌های زیستی یکی از نیازهای مهم در صنعت، زیست‌فناوری، پزشکی و زیست‌شناسی به شمار می‌رود. از آنجایی که ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مواد عموما به توزیع اندازه و شکل فازی آن‌ها وابسته است، تعیین آن نقش بسیار مهمی در علوم شیمی، پزشکی، زیست‌فناوری، نانو فناوری، داروسازی و همچنین فرآیندهای صنعتی، مواد غذایی و …ایفا خواهد کرد.

تغییرات شکلی سلول‌های زنده ارتباط مستقیمی با میزان سلامتی سلول و نوع بیماری دارد. مطالعه پویای سلول‌ها در تشخیص اولیه بسیاری از بیماری‌ها و درمان بهنگام آن‌ها مؤثر است. بر همین اساس و با توجه به اهمیت بهره‌مندی از تجهیزات کارامد در شناسایی این دست از ویژگی‌های مولکول‌ها و نمونه‌های زیستی، «طراحی و ساخت میکروسکوپ تصویربرداری کمی فازی» با حمایت ستاد توسعه فناوری‌های اپتیک و کوانتوم مورد حمایت و اجرا قرار گرفت.

در این طرح سعی شده است که با کاهش خطاهای مکانیکی امکان مطالعه تغییرات زیر نانومتری سلولی فراهم شود. مطالعه ارتعاشات غشای سلولی، اهمیت ویژه‌ای در تشخیص بسیاری از بیماری‌ها مانند سرطان دارد که نیازمند تصویربرداری دقیق و سریع است. روش پیشنهادی در این پژوهش پاسخگوی این بخش از تحقیق نیز می باشد.

در این پژوهش، یک قطعه‌ جانبی تصویربرداری کمی فازی پیشنهاد شده است که قابلیت نصب بر روی میکروسکوپ‌های نوری معمولی و تجهیز کردن آن‌ها به ابزاری برای میکروسکوپی تمام‌نگاری دیجیتالی را دارد. قطعه‌ی پیشنهادی شامل دومنشور فرنل با زاویه رأس مشخص است که در صورت هدایت نور همدوس لیزر داخل میکروسکوپ، قابلیت تشکیل فریز تداخلی را دارد.

در بخش انتهایی قطعه یک آشکارساز دیجیتال برای ثبت تمام‌نگاشت‌ها قرار می‌گیرد. با نصب این قطعه‌ بر روی هر نوع میکروسکوپ نوری موجود می‌توان یک دستگاه میکروسکوپ تمام‌نگاری دیجیتالی بسیار پایدار داشت که بدون نیاز به استفاده از میزهای اپتیکی ضد ارتعاش، امکان تصویربرداری، مطالعه و مشخصه‌یابی سلول‌های زنده را فراهم می‌کند.

دستگاه پیشنهادی کارایی بسیار بالایی در تصویربرداری سه‌بعدی از نمونه‌های شفاف به خصوص نمونه‌های زیستی و همچنین بررسی کمی دینامیک آن‌ها دارد و می‌توان به‌سادگی از آن برای مطالعه‌ کمی دینامیک سلولی در تحقیقات پزشکی و زیست‌شناسی‌، توپوگرافی سه‌بعدی از سطح، تست و مشخصه‌یابی ساختارهای مختلف در علم مواد و سیستم‌های میکروالکترومکانیکی، اندازه‌گیری تغییرات ضریب شکست شاره‌ها در میکروکانال‌ها، مطالعه‌ی پدیده‌های غیرخطی و بسیاری کاربردهای تحقیقاتی و صنعتی دیگر استفاده کرد.