30 Kali Lebih Jelas – Para Ilmuwan Mengembangkan Mikroskop Inframerah Tengah yang Lebih Baik
Ilustrasi ini menunjukkan bakteri yang disinari dengan inframerah tengah di kiri atas, sementara cahaya tampak dari mikroskop di bawahnya digunakan untuk membantu menangkap gambar. Kredit: 2024 Ideguchi dkk./ Nature Photonics
Gambar kimia yang diambil dari bagian dalam bakteri 30 kali lebih jelas dibandingkan dengan mikroskop inframerah-tengah konvensional.
Para peneliti di Universitas Tokyo telah mengembangkan mikroskop inframerah-tengah yang canggih, memungkinkan mereka melihat struktur di dalam bakteri hidup pada skala nanometer. Mikroskop inframerah-tengah biasanya dibatasi oleh resolusinya yang rendah, terutama jika dibandingkan dengan teknik mikroskop lainnya.
Perkembangan terbaru ini menghasilkan gambar pada 120 nanometer, yang menurut para peneliti merupakan peningkatan tiga puluh kali lipat pada resolusi mikroskop inframerah-tengah pada umumnya. Kemampuan melihat sampel dengan lebih jelas pada skala yang lebih kecil dapat membantu berbagai bidang penelitian, termasuk penyakit menular, dan membuka jalan untuk mengembangkan pencitraan berbasis inframerah-tengah yang lebih akurat di masa depan.
Alam mikroskopis adalah tempat tinggal virus, protein, dan molekul. Berkat mikroskop modern, kita dapat menjelajah ke bawah untuk melihat cara kerja sel kita sendiri. Namun alat yang mengesankan ini pun memiliki keterbatasan. Misalnya, mikroskop fluoresen resolusi super memerlukan spesimen diberi label fluoresensi. Hal ini terkadang dapat menjadi racun bagi sampel dan paparan cahaya yang berkepanjangan saat melihat dapat memutihkan sampel, sehingga tidak lagi berguna. Mikroskop elektron juga dapat memberikan detail yang sangat mengesankan, namun sampel harus ditempatkan dalam ruang hampa, sehingga sampel hidup tidak dapat dipelajari.
Keuntungan Mikroskop Inframerah Menengah
Sebagai perbandingan, mikroskop inframerah-tengah dapat memberikan informasi kimia dan struktur tentang sel hidup, tanpa perlu mewarnai atau merusaknya. Namun, penggunaannya masih terbatas dalam penelitian biologi karena kemampuan resolusinya yang relatif rendah. Meskipun mikroskop fluoresen resolusi super dapat mempersempit gambar hingga puluhan nanometer (1 nanometer sama dengan sepersejuta milimeter), mikroskop inframerah menengah biasanya hanya dapat mencapai sekitar 3 mikron (1 mikron sama dengan seperseribu milimeter).
Namun, dalam sebuah terobosan baru, para peneliti di Universitas Tokyo telah mencapai resolusi mikroskop inframerah-tengah yang lebih tinggi dibandingkan sebelumnya. “Kami mencapai resolusi spasial 120 nanometer, yaitu 0,12 mikron. Resolusi luar biasa ini kira-kira 30 kali lebih baik dibandingkan mikroskop inframerah-tengah konvensional,” jelas Profesor Takuro Ideguchi dari Institut Sains dan Teknologi Foton di Universitas Tokyo.
Tim menggunakan “bukaan sintetis”, sebuah teknik yang menggabungkan beberapa gambar yang diambil dari sudut pencahayaan berbeda untuk menghasilkan gambar keseluruhan yang lebih jelas. Biasanya, sampel diapit di antara dua lensa. Namun, lensa tersebut secara tidak sengaja menyerap sebagian cahaya inframerah tengah. Mereka memecahkan masalah ini dengan menempatkan sampel, bakteri (E.coli Dan Rhodococcus jostii RHA1 digunakan), pada pelat silikon yang memantulkan cahaya tampak dan mentransmisikan cahaya inframerah. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk menggunakan satu lensa, memungkinkan mereka menerangi sampel dengan lebih baik dengan cahaya inframerah-tengah dan mendapatkan gambar yang lebih detail.
“Kami terkejut melihat betapa jelasnya kami dapat mengamati struktur intraseluler bakteri. Resolusi spasial yang tinggi pada mikroskop kami memungkinkan kami mempelajari, misalnya, resistensi antimikroba, yang merupakan masalah di seluruh dunia,” kata Ideguchi. “Kami yakin bisa terus meningkatkan teknik ke berbagai arah. Jika kita menggunakan lensa yang lebih baik dan panjang gelombang cahaya tampak yang lebih pendek, resolusi spasialnya bahkan bisa berada di bawah 100 nanometer. Dengan kejelasan yang luar biasa, kami ingin mempelajari berbagai sampel sel untuk mengatasi masalah biomedis mendasar dan terapan.”
Referensi: “Nanoskopi bidang lebar inframerah-tengah” oleh Miu Tamamitsu, Keiichiro Toda, Masato Fukushima, Venkata Ramaiah Badarla, Hiroyuki Shimada, Sadao Ota, Kuniaki Konishi dan Takuro Ideguchi, 17 April 2024, Fotonik Alam.
DOI: 10.1038/s41566-024-01423-0
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
