Lors de la visualisation d’échantillons biologiques au microscope, le faisceau lumineux est perturbé si la lentille de l’objectif se trouve dans un milieu différent de celui de l’échantillon. Par exemple, lorsque l’on observe un échantillon aqueux avec une lentille entourée d’air, les rayons lumineux se courbent plus brusquement dans l’air autour de la lentille que dans l’eau.
Cette perturbation conduit à ce que la profondeur mesurée dans l’échantillon soit inférieure à la profondeur réelle. En conséquence, l’échantillon apparaît aplati.
« Ce problème est connu depuis longtemps, et depuis les années 80, des théories ont été développées pour déterminer un facteur correctif pour déterminer la profondeur. Cependant, toutes ces théories supposaient que ce facteur était constant, quelle que soit la profondeur de l’échantillon. Cela s’est produit malgré le fait que le futur lauréat du prix Nobel, Stefan Hell, a souligné dans les années 90 que cette mise à l’échelle pouvait dépendre de la profondeur », explique le professeur associé Jacob Hoogenboom de l’Université de technologie de Delft.
Calculs, expériences et outil Web
Sergey Loginov, ancien postdoctorant à l’Université de technologie de Delft, a maintenant montré à l’aide de calculs et d’un modèle mathématique que l’échantillon apparaît en effet plus fortement aplati plus près de la lentille que plus loin. doctorat le candidat Daan Boltje et le postdoctorant Ernest van der Wee ont ensuite confirmé en laboratoire que le facteur correctif dépend de la profondeur.
Le travail est publié dans la revue Optique.
Le dernier auteur, Ernest Van der Wee, déclare : « Nous avons compilé nos résultats dans un outil Web et un logiciel fournis avec l’article. Avec ces outils, chacun peut déterminer le facteur correctif précis de son expérience. »
Comprendre les anomalies et les maladies
« En partie grâce à notre outil de calcul, nous pouvons désormais découper très précisément une protéine et ses environs dans un système biologique pour en déterminer la structure par microscopie électronique. Ce type de microscopie est très complexe, prend du temps et est incroyablement coûteux. il est donc très important de rechercher la bonne structure », déclare le chercheur Daan Boltje.
« Grâce à notre détermination de profondeur plus précise, nous devons consacrer beaucoup moins de temps et d’argent aux échantillons qui n’ont pas atteint la cible biologique. En fin de compte, nous pouvons étudier des protéines et des structures biologiques plus pertinentes. Et déterminer la structure précise d’une protéine dans un système biologique est crucial pour comprendre et finalement combattre les anomalies et les maladies.
Dans le outil Web fourni, vous pouvez renseigner les détails pertinents de votre expérience, tels que les indices de réfraction, l’angle d’ouverture de l’objectif et la longueur d’onde de la lumière utilisée. L’outil affiche ensuite la courbe du facteur d’échelle dépendant de la profondeur. Vous pouvez également exporter ces données pour votre propre usage. De plus, vous pouvez tracer le résultat en combinaison avec le résultat de chacune des théories existantes.
Plus d’information:
Sergey Loginov et al, Mise à l’échelle des distances axiales en fonction de la profondeur en microscopie optique, Optique (2024). DOI : 10.1364/OPTICA.520595