Pengaturan eksperimental oleh Daan Boltje dan Ernest van der Wee. Lensa mikroskop cahaya (kanan bawah) dikelilingi oleh udara dan melihat bola kecil melalui pelat kaca. Di atas piring kaca, sampel ditempatkan dalam setetes air. Jarak antara pelat kaca dan bola dapat disesuaikan, sehingga para peneliti dapat memvariasikan kedalamannya. Kredit: Universitas Teknologi Delft
Mempelajari jaringan, sel, dan protein di bawah mikroskop sangat penting untuk pencegahan dan pengobatan penyakit. Penelitian ini memerlukan pengukuran dimensi struktur biologis tersebut secara akurat. Namun, jika dilihat melalui mikroskop cahaya, sampel ini terkadang tampak lebih pipih dibandingkan bentuk aslinya.
Para peneliti di Universitas Teknologi Delft kini telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa distorsi ini tidaklah konstan, bertentangan dengan asumsi banyak ilmuwan selama beberapa dekade. Terobosan tersebut, diterbitkan di OPTIK, membenarkan prediksi peraih Nobel Stefan Hell dari tahun 90-an. Dengan alat dan perangkat lunak penghitungan online, setiap peneliti kini dapat menentukan kedalaman sampel biologis yang tepat.
Sampel yang diratakan
Saat melihat sampel biologis dengan mikroskop, berkas cahaya akan terganggu jika lensa objektif berada pada media yang berbeda dengan sampel. Misalnya, saat melihat sampel encer dengan lensa yang dikelilingi udara, berkas cahaya dibelokkan lebih tajam di udara di sekitar lensa dibandingkan di dalam air. Gangguan ini menyebabkan kedalaman terukur pada sampel menjadi lebih kecil dari kedalaman sebenarnya.
Hasilnya, sampel tampak rata. “Masalah ini sudah diketahui sejak lama, dan sejak tahun 80-an telah dikembangkan teori untuk menentukan faktor korektif dalam menentukan kedalaman. Namun, semua teori ini berasumsi bahwa faktor ini konstan, berapa pun kedalaman sampelnya. Hal ini terjadi meskipun peraih Nobel Stefan Hell pada tahun 90an menyatakan bahwa penskalaan ini bergantung pada kedalaman”, jelas Associate Professor Jacob Hoogenboom.
Perhitungan, eksperimen, dan alat web
Sergey Loginov, mantan postdoc di Delft University of Technology, telah menunjukkan dengan perhitungan dan model matematis bahwa sampel memang tampak lebih rata di dekat lensa dibandingkan jauh. Kandidat PhD Daan Boltje dan postdoc Ernest van der Wee kemudian mengkonfirmasi di laboratorium bahwa faktor korektif bergantung pada kedalaman.
Van der Wee: “Kami telah mengumpulkan hasil kami ke dalam alat web dan perangkat lunak yang disertakan bersama artikel. Dengan alat ini, siapa pun dapat menentukan faktor koreksi yang tepat untuk eksperimen mereka.”
Memahami kelainan dan penyakit
“Sebagian berkat alat kalkulasi kami, kini kami dapat dengan tepat memotong protein dan sekitarnya dari sistem biologis untuk menentukan strukturnya dengan mikroskop elektron. Jenis mikroskop ini sangat kompleks, memakan waktu, dan sangat mahal. Oleh karena itu, memastikan bahwa Anda melihat struktur yang tepat sangatlah penting,” kata Boltje.
“Dengan penentuan kedalaman yang lebih tepat, kita perlu menghabiskan lebih sedikit waktu dan uang untuk sampel yang tidak memenuhi target biologis. Pada akhirnya, kita dapat mempelajari protein dan struktur biologis yang lebih relevan. Dan menentukan struktur protein yang tepat dalam sistem biologis sangat penting untuk memahami dan pada akhirnya memerangi kelainan dan penyakit.”
Tentang alat web
Di alat web, Anda dapat mengisi detail yang relevan dengan eksperimen Anda, seperti indeks bias, sudut bukaan lensa objektif, dan panjang gelombang cahaya yang digunakan. Alat tersebut kemudian menampilkan kurva untuk faktor penskalaan yang bergantung pada kedalaman. Anda juga dapat mengekspor data ini untuk Anda gunakan sendiri. Selain itu, Anda dapat memplot hasilnya dengan menggabungkan hasil dari masing-masing teori yang ada.
Referensi: “Penskalaan jarak aksial yang bergantung pada kedalaman dalam mikroskop cahaya” oleh EB van der Wee, SV Loginov, MNF Hensgens, DB Boltje dan JP Hoogenboom, 19 April 2024, OPTIK.
DOI: doi:10.1364/OPTICA.520595
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
