Brno - Brněnští vědci získali český a evropský patent na unikátní holografický mikroskop, který umožňuje pozorování živých buněk bez použití kontrastních látek. Liší se tím od běžně používaných aparátů. Navíc vědci nemusí na vzorek svítit laserem, postačí běžné světlo. Patentové řízení v USA, Číně a Japonsku se blíží k závěru, řekla mluvčí Vysokého učení technického v Brně (VUT) Jitka Vanýsková.
Brněnští vědci patentovali mikroskop s unikátními vlastnostmi
Na technologii multimodálního holografického mikroskopu pracují výzkumníci už více než deset let, nyní také pod hlavičkou Středoevropského technologického institutu (CEITEC). Vyšli ze známého, ale dosud nevyužívaného principu, jak zachytit trojrozměrnou strukturu objektu v bílém, nekoherentním světle. Koncepci v 60. letech navrhl Emmett Leith, jeden ze zakladatelů holografie. „Upravit tento princip pro mikroskopii a dovést pro aplikaci v biologii však bylo velmi náročné,“ uvedl proděkan Fakulty strojního inženýrství VUT a řešitel projektu Radim Chmelík.
V dosavadních typech komerčně dostupných holografických mikroskopů, jimiž už lze sledovat živé buňky, se pro osvětlení používá laser nebo laserová dioda, což má i nežádoucí účinky. Laserové světlo se s tímto typem mikroskopie podle Chmelíka „nemá rádo“. Obraz má horší rozlišení, objevují se vlnky nebo proužky. „Ideální je, když jako v klasickém mikroskopu můžete osvětlovat žárovkou, LED diodami nebo výbojkou, a právě to se nám podařilo. V našem holografickém mikroskopu se dá s nadsázkou svítit stolní lampičkou a obrázek je pořád dokonalý,“ řekl Chmelík.
Co dokáží mikroskopy firmy Tescan
Výzkumníci stále dolaďují některé detaily nové technologie. Hotový mikroskop by se na trhu mohl objevit do několika let. Umožní biologům a lékařům sledovat živé buňky, aniž budou muset aplikovat kontrastní barviva, která mohou chování a vlastnosti buněk ovlivňovat. Někdy jsou podobné látky pro buňky patogenní či toxické. Vědec si pak nemůže být jistý, zda například rakovinnou buňku ničí použité cytostatikum, nebo barvivo.
„Výhodou našeho mikroskopu je to, že vzorek na sklíčku zůstává ve svém přirozeném prostředí, a je tak patrné, co ovlivňuje aktivitu buněk, co působí jejich smrt, nebo naopak kdy jejich pohyb vzroste, což může například být signál toho, že buňky budou v organismu metastázovat,“ uvedl Chmelík. Nová technologie také umožní ze vzorku vyčíst to, jaká je koncentrace buněčné hmoty v určitých místech a jak se případně hmota přesouvá. Tyto pohyby mohou signalizovat například účinek léčebných přípravků nebo jiných chemikálií.
Brno má dlouhou vědeckou tradici v oblasti mikroskopie, a to jak v základním i aplikovaném výzkumu, tak ve výrobě. Ve městě mají své základny významní světoví výrobci mikroskopů – společnosti FEI a Tescan. Vědci z Masarykovy univerzity loni oznámili, že pracují na optickém mikroskopu s takzvanou dokonalou čočkou. Pokud uspějí, bude možné pomocí obyčejného světla pozorovat mnohem menší objekty než dnes, kdy jsou vědci od určitého rozlišení závislí na elektronových mikroskopech.