Учёные из Университета Аделаиды впервые зафиксировали живые эмбрионы с помощью камер, предназначенных для квантовых измерений. Благодаря высокой точности приборов удаётся избежать повреждения биологических тканей от дополнительного освещения, которое требуется при обычных методах съёмки.
Визуальная информация очень важна во многих областях науки. Сегодня умеем строить изображения с помощью всего спектра излучения: от теплового до рентгеновского, а не только видимого. Используем для визуализации данные о магнитных и электрических полях.
В некоторых случаях ни один из предложенных методов не подходит. Низкочувствительные биологические ткани могут пострадать и повредиться не только от излишнего тепла или рентгеновского излучения, но и от обычного освещения. Применение минимального уровня света в сочетании с очень чувствительными камерами. помогает изучать живые и развивающиеся клетки.
При внешнем освещении некоторые соединения в клетках начинают светиться – это явление называют флуоресценцией. Показатели флуоресценции помогают ученым понять процессы, происходящие в тканях, и узнать о присутствующих веществах. Излучение, как правило, слабое.
Квантовые камеры способны решить эту проблему. улавливать Благодаря модификациям микроскопы лучше подходят для работы с менее мощными сигналами, что делает исследования более точными и результативными.
В ходе исследований физики изучили применение сверхчувствительных камер для работы с биологическими тканями. В эксперименте использовались новейшие модели камер, регистрирующие отдельные фотоны. Благодаря этому исследователи смогли осветить живые клетки малыми дозами света.
В рамках доклинического этапа изучения потенциала метода ученые использовали метод микроскопии плоскостного освещения для исследования образца. Флуоресцентная микроскопия на световой пластине, ЛСФМ ) и два вида камер: на КМОП-матрице и EMCCD-камеру (electron-multiplying charge-coupled deviceЭффект, основанный на управлении переносом заряда в объёме полупроводника. Наблюдения опубликованы в журнале APL Photonics.
Проект преимущественно был направлен на создание метода оценки качества изображений, снятых различными камерами. Ученые изучили возможность применения искусственного интеллекта для шумоподавления получаемых изображений. Использование как ИИ, так и квантовых камер выходит за рамки стандартной установки камеры в микроскоп. увеличивает Качество данных при отсутствии негативного воздействия на живые ткани.
С помощью квантовых состояний света можно получить больше информации о биологических образцах. Учёные будут продолжать развивать применение квантовых методов в биологии и медицине.