Een team van onderzoekers van de Cornell University heeft een manier ontwikkeld om de resolutie van confocale microscopie drastisch te verbeteren. Ze beschrijven de techniek in een paper waarin ze gepubliceerd hebben Fysieke beoordeling X .

Confocale microscopie is een type microscopie dat een laser samen met optica gebruikt om afbeeldingen van objecten op nanoschaal te maken, maar door verschillende soorten lawaai, de geproduceerde beelden kunnen soms vager uitvallen dan onderzoekers zouden willen. Om deze wazigheid te verminderen, de onderzoekers met deze nieuwe poging kwamen met wiskundige modellen die konden worden omgezet in computercode om een ​​deel van de ruis te elimineren, en daarbij, onthullen meer details van de objecten die worden bestudeerd.

De precisie die kan worden verkregen met behulp van optica, de onderzoekers merken op, wordt beperkt door statistische ruis, die is gedefinieerd door de Cramer-Rao gebonden. Maar, vonden de onderzoekers, confocale microscopen boden zelfs die resolutie niet omdat er informatie verloren ging. Licht van een kleurstof, bijvoorbeeld, wanneer het uitvoeren van fluorescentiebeeldvorming verloren ging terwijl het zich verspreidde, precisie verminderen. Ze merkten op dat een dergelijke verspreiding en het verlies dat daaruit voortvloeide wiskundig konden worden beschreven. Hierdoor was het mogelijk om een ​​model te bouwen dat rekening kon houden met de oneffenheden in de lichtverdeling. Door vervolgens parameters toe te voegen, ze zouden in wezen dat verloren licht kunnen herstellen en weer aan het beeld kunnen toevoegen. Ze hebben deze methode parameterextractie gereconstrueerde afbeeldingen (PERI) genoemd.

Het PERI-model werd vervolgens opgenomen in computercode die een afbeelding kon analyseren en vervolgens een nieuwe kon produceren die scherper was dan het origineel - het was behoorlijk intensief, een dag draaien op krachtige computers bij Cornell en op Amazon's cloud-mainframe. Het team testte hun techniek door colloïde deeltjes te scannen en de resultaten naar de computer te sturen om te kraken. De resultaten waren een duidelijke verbetering, zoals te zien is in de resulterende fotografische vergelijkingen, bereikten ze een resolutie van ongeveer 10 tot 100 keer.

De nieuwe methode biedt duidelijke voordelen, maar zoals het team opmerkt, het heeft ook enkele beperkingen. Er moeten nieuwe modellen worden gebouwd voor elk type object dat moet worden bestudeerd - ook, onderzoekers moeten van tevoren de vorm van het te bestuderen object weten. De code is open source, dus iedereen die wil testen, gebruiken of wijzigen voor eigen doeleinden is vrij om dit te doen.

© 2017 Fys.org