Новый микроскоп PANORAMA снимает изогнутые объекты в гигапиксельном разрешении без сканирования

Исследователи из Университета Дьюка разработали инновационный микроскоп PANORAMA, способный делать детальные снимки крупных изогнутых образцов без необходимости сканирования. Технология может ускорить медицинскую диагностику и научные исследования.

Микроскоп сочетает большой телецентрический фотолитографический объектив с большой трубной линзой для создания четких изображений крупных и изогнутых образцов. Автор: Xi Yang, Duke University

«Традиционные микроскопы предполагают, что образец идеально плоский, но реальные образцы, такие как срезы тканей, растительные образцы или гибкие материалы, могут быть изогнутыми, наклонными или неровными», — пояснил руководитель исследования Роарк Хорстмайер из Университета Дьюка.

«С нашим подходом можно настроить фокус по всему образцу, так что всё остается в фокусе даже при неровной поверхности, избегая медленного сканирования или дорогих специальных линз»

Как сообщается в Optics Letters, микроскоп PANORAMA захватывает субмикронные детали (1/60–1/120 диаметра человеческого волоса) на площади размером с монету в 10 центов без перемещения образца. Он создает гигапиксельное изображение с детализацией в 10–50 раз выше, чем у среднего смартфона.

Сравнение изображений луковой кожицы на изогнутой поверхности при однофокусной и многофокусной конфигурации. Автор: Haitao Chen, Duke University

Система использует массив из 48 камер, каждая из которых может фокусироваться независимо для соответствия кривизне образца. Программное обеспечение автоматически объединяет изображения в единую картину за 5–10 минут.

«В медицинской патологии он может сканировать целые стекла с тканями, например, из биопсии, с клеточным разрешением почти мгновенно», — отметил аспирант Хайтао Чен.

Схема микроскопа с телецентрической линзой, трубной линзой и массивом микрокамер. Автор: Haitao Chen, Duke University

В тестах система захватила срез ткани мозга крысы размером 630 Мп без сканирования, показав структуры размером до 0,84 мкм. При съемке изогнутой луковой кожицы все области оставались резкими как в ярком поле, так и в флуоресценции.

Исследователи работают над добавлением большего числа камер для захвата更大的 областей (например, всей чашки Петри) и над автоматической системой фокусировки.