Het probleem met dieptewaarneming bij microscopie werd na vele decennia opgelost.

ENGINEERINGNET.BE – Bij het observeren van biologische monsters met een microscoop wordt de lichtbundel gewijzigd als de objectieflens zich in een ander medium bevindt dan dat van het monster.

Wanneer u bijvoorbeeld een waterig monster bekijkt met een lens omgeven door lucht, buigen de lichtstralen sterker in de lucht rond de lens dan in water. Deze verstoring betekent dat de gemeten diepte in het monster kleiner is dan de werkelijke diepte. Het monster lijkt dan verpletterd.

“Dit probleem is al lang bekend en sinds de jaren tachtig worden er theorieën ontwikkeld om een ​​correctiefactor voor dieptebepaling te bepalen”, zegt universitair hoofddocent Jacob Hoogenboom van de TU Delft.

“Al deze theorieën gingen er echter van uit dat deze factor constant was en dus onafhankelijk van de diepte van het monster. Dit ondanks het feit dat de latere Nobelprijswinnaar Stefan Hell er in de jaren negentig al op wees dat deze schaal wel eens van de diepte zou kunnen afhangen.” .

Sergey Loginov, voormalig postdoc aan de TU Delft, heeft met berekeningen en een wiskundig model aangetoond dat het monster dichter bij de lens platter lijkt dan het monster verder van de lens.

Promovendus Daan Boltje en postdoc Ernest van der Wee bevestigden later in het laboratorium dat de correctiefactor afhankelijk is van de diepte.

Van der Wee: “We hebben onze resultaten gebundeld in een webtool en software. “Met deze tools kan iedereen de precieze correctiefactor voor zijn experiment bepalen.”

“Mede dankzij onze rekentool kunnen we nu met behulp van elektronenmicroscopie een eiwit en zijn omgeving nauwkeurig scheiden van een biologisch systeem om de structuur ervan te bepalen. Deze vorm van microscopie is zeer complex, tijdrovend en extreem duur. Daarom is het belangrijk dat je naar de juiste structuur kijkt”, zegt Boltje.

“Met onze nauwkeurigere dieptebepaling hoeven we veel minder tijd en geld te besteden aan voorbereidingen die het biologische doel niet hebben bereikt. Uiteindelijk zullen we meer relevante eiwitten en biologische structuren kunnen bestuderen.

Het bepalen van de precieze structuur van een eiwit in een biologisch systeem is cruciaal voor het begrijpen en uiteindelijk bestrijden van afwijkingen en ziekten.”

In de webtool kunt u de relevante details van uw experiment invoeren, zoals de brekingsindices, de openingshoek van het objectief en de golflengte van het gebruikte licht.

Het hulpmiddel geeft vervolgens de curve voor de diepteafhankelijke schaalfactor weer. U kunt die gegevens ook exporteren voor eigen gebruik. Bovendien kunt u het resultaat plotten in combinatie met het resultaat van elk van de bestaande theorieën.