.jpg)
يمكن أن ينتج عن المجهر-المرآة صورًا واضحة ونقية ، مثل الخلايا العصبية للفأر.
من المحتمل أن يكون أي شخص يمتلك تلسكوبًا قد حاول البحث من خلال الطرف الخاطئ لهذا التلسكوب لمعرفة ما إذا كان يعمل في الاتجاه المعاكس - أي مثل المجهر. التنبيه المفسد : الامر لا يعمل هكذا .
الآن ، توصل فريق من الباحثين الى القيام بذلك بعد ان أستوحى الفكرة من العيون الغريبة لمخلوق بحري . من خلال قلب المرايا والعدسات المستخدمة في أنواع معينة من التلسكوبات ، فقد ابتكروا نوعًا جديدًا من المجهر الذي يمكن استخدامه لتصوير العينات العائمة في أي نوع من السوائل - حتى داخل الأعضاء الشفافة - مع الاحتفاظ بالضوء الكافي للسماح بارتفاع التكبير . يمكن أن يساعد التصميمُ العلماءَ على تحقيق تكبيرٍ عالٍ بدرجة كافية لدراسة الهياكل الدقيقة مثل المحاور الطويلة النحيفة التي تربط الخلايا العصبية في الدماغ أو البروتينات الفردية أو جزيئات الحمض النووي الريبي RNAداخل الخلايا .
يقول كيماني تويسان ، مهندس كهربائي في جامعة براون : "من الجيد أن ترى حتى شيئًا أساسيًا مثل العدسة يمكن أن يجذب الاهتمام ، ولا يزال هناك مجال للقيام ببعض الأعمال التي من شأنها أن تساعد الكثير من الناس". يقول إن التصميم يمكن أن يكون مفيدًا له في عمله ، حيث يستخدم الليزر لحفر الأنماط في المواد الهلامية التي تحاكي الكولاجين وتعمل كسقالات للخلايا .
عند التكبير العالي جدًا ، يمكن للضوء المدرب على عينة أن ينتشر حولها ، مما يؤدي إلى تشويش الصورة وتعتيمها. للتغلب على هذه المشكلة ، يقوم العلماء الذين يستخدمون المجاهر التقليدية القائمة على العدسات بتغطية العينة بطبقة رقيقة من الزيت أو الماء ، ثم يغمسون عدسة أجهزتهم في السائل ، مما يقلل من درجة تشتت الضوء . لكن هذه التقنية تتطلب أن يكون للأجهزة عدسات مختلفة لأنواع مختلفة من السوائل ، مما يجعلها عملية مكلفة وصعبة ويحد من طرق تحضير العينات .
فابيان فويجت (Fabian Voigt)، عالم الأحياء الجزيئية في جامعة هارفارد ومخترع التصميم الجديد ، كان يقرأ كتابًا عن رؤية الحيوانات عندما واجه الحالة الغريبة لعيون الأسقلوب . على عكس معظم الحيوانات ، التي تتميز عيونها بشبكية العين التي ترسل الصور إلى الدماغ ، فإن الأسقلوب بها أغطية مغطاة بمئات من النقاط الزرقاء الصغيرة ، كل منها يحتوي على مرآة منحنية في الخلف . عندما يمر الضوء عبر عدسة كل عين ، تعكس المرآة الداخلية الضوء مرة أخرى على المستقبلات الضوئية للمخلوق لتكوين صورة تسمح بعد ذلك للأسقلوب بالاستجابة لبيئته.
لكونه عالم فلك هاوٍ منذ أن كان مراهقًا ، أدرك فويجت أن تصميم عين الإسكالوب يشبه نوعًا من التلسكوب الذي تم اختراعه منذ ما يقرب من 100 عام يسمى تلسكوب شميدت . يستخدم تلسكوب كبلر الفضائي ، الذي يدور حول الأرض ، تصميم مرآة منحنية مماثلة لتكبير الضوء البعيد من الكواكب الخارجية . أدرك فويجت أنه من خلال تقليص المرآة ، واستخدام الليزر للضوء ، وملء الفراغ بين المرآة والكاشف بالسائل لتقليل تشتت الضوء ، يمكن تكييف التصميم ليلائم داخل المجهر.
لذلك ، بنى فويجت وزملاؤه نموذجًا أوليًا بناءً على تلك المواصفات . يدخل الضوء من الأعلى ، ويمر عبر لوحة منحنية تصحح انحناء المرآة ، ثم يرتد عن المرآة ليصطدم بعينة ويضخمها . يقول فويجت إن المرآة المنحنية يمكنها تكبير الصورة مثل العدسة إلى حد كبير . يسمح للباحثين بفحص العينات المعلقة في أي نوع من السوائل ، مما يبسّط العملية . يقول فويجت إن التصميم يمكن أن يكون مفيدًا بشكل خاص للباحثين الذين يدرسون الأعضاء أو حتى الكائنات الحية بأكملها ، مثل الفئران أو الأجنة ، التي أصبحت شفافة تمامًا عن طريق إزالة صبغها صناعياً .
اختبر الباحثون نموذجهم الأولي عن طريق تسليط الليزر على عينات شفافة بما في ذلك العضلات الموجودة في ذيل الشرغوف ، ودماغ الفأر ، وجنين دجاجة كامل . هذه الصور ، حسبما أفاد الباحثون الشهر الماضي في Nature Biotechnology ، كانت واضحة مثل تلك التي يمكن تحقيقها باستخدام المجاهر الضوئية التقليدية ، على الرغم من استخدام تصميم أبسط ، وتوفير المزيد من المرونة في طريقة تحضير الباحثين للعينات.
قد يكون تصميم المرآة مفيدًا للباحثين الذين يهدفون إلى تتبع مسار محاور الفأر التي تنتفخ في جميع أنحاء الدماغ ، كما يقول آدم جلاسر ، المهندس في معهد ألين للديناميات العصبية الذي يعمل على رسم خرائط الدماغ. يمكن أن يبلغ طول المحاور عشرات المليمترات ولكن عرضها نانومتر فقط ، مما يجعل رسم خريطة لدماغ الفأر بأكمله مهمة شاقة . كما أنها مكلفة أيضًا باستخدام المجاهر المتاحة تجاريًا ، والتي تتطلب عدسات عديدة وصعبة التشغيل . على النقيض من ذلك ، قد يكون التصميم الجديد أسهل في الاستخدام لأنه لا يتطلب سوى مرآة واحدة ، ولأنه يمكنه التصوير من خلال أي نوع من السوائل ، فإنه يسمح للباحثين بأن يكونوا أكثر مرونة في كيفية تحضير عينات الدماغ.
يضيف جلاسر أن المجهر الجديد يمكن أن يساعد الباحثين أيضًا في النظر إلى جزيئات الحمض النووي الريبي داخل الخلايا العصبية التي يمكن أن تكشف عن الجينات التي تعبر عنها كل خلية . يقول : "الاقتراض من علم الفلك طريقة رائعة وفاعلة ومبتكرة لممارسة العلم".
المصدر