{"id":222595,"date":"2020-05-11T09:00:36","date_gmt":"2020-05-11T07:00:36","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=222595"},"modified":"2020-05-11T09:00:36","modified_gmt":"2020-05-11T07:00:36","slug":"nederlandse-vinding-doorbreekt-theoretische-grenzen-nano-microscopie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/nl\/nederlandse-vinding-doorbreekt-theoretische-grenzen-nano-microscopie\/","title":{"rendered":"Nederlandse vinding doorbreekt theoretische grenzen nano-microscopie"},"content":{"rendered":"

Onderzoekers van ARCNL<\/a> (Advanced Research Center for Nanolithography) en de Vrije Universiteit Amsterdam<\/a> hebben een compacte techniek ontwikkeld voor snelle superresolutie-microscopie met ultradunne glasvezels. Met slimme signaalverwerking doorbreken ze nu de theoretische grenzen van resolutie en snelheid in de nano-microscopie. Omdat er geen speciale fluorescerende markeringen nodig zijn, is hun meetmethode veelbelovend voor zowel medische toepassingen, als karakterisering van 3D-structuren in nanolithografie. Op 7 mei zijn de resultaten gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift ‘Light: Science & Applications’.<\/p>\n

Nanolithografie is een van de technieken binnen nanotechnologie die zich bezighoudt met de engineering van structuren op nanometerschaal.<\/p>\n

\u201cOp de nanoschaal wordt wat je kunt zien met een microscoop, beperkt door de golflengte van het gebruikte licht. Er zijn manieren om deze diffractielimiet te doorbreken. Die vereisen doorgaans grote microscopen en moeilijke verwerkingsprocedures \u201d, zegt Lyuba Amitonova. “Zulke systemen zijn niet geschikt om kleine details te bestuderen in diepere biologische weefsellagen, of op andere moeilijk bereikbare plaatsen.”<\/p>\n

Amitonova startte onlangs bij ARCNL haar onderzoeksgroep Nanoscale Imaging and Metrology. Daarnaast is ze parttime verbonden aan de VU waar ze onderzoek doet naar naald-dunne glasvezelsondes voor endomicroscopie in de groep van wetenschapper Johannes de Boer. Amitonova en de Boer ontwikkelden een manier om de diffractielimiet te doorbreken in meetsystemen die in vivo diepere weefsellagen kunnen bestuderen.<\/p>\n

Omgekeerde datacompressie<\/h3>\n

De sleutel tot Amitonova\u2019s aanpak is het feit dat niet alle informatie in een meetsample nodig is om een bruikbaar beeld te cre\u00ebren. \u201cDenk aan de digitale fotografie, waar het JPEG-compressieformaat gebruikt wordt om de hoeveelheid gegevens in een foto te beperken. De compressie verwijdert tot negentig procent van het beeld, maar we kunnen het verschil nauwelijks zien\u201d, zegt ze. \u201cDit werkt omdat alle conventionele afbeeldingen van objecten \u2018schaars\u2019 zijn, wat betekent dat de meeste afbeeldingspunten geen informatie bevatten. In onze metingen gebruiken we deze schaarsheid van informatie op een omgekeerde manier, door slechts tien procent van de beschikbare gegevens te verzamelen en daaruit het hele beeld te reconstrueren via een wiskundige berekeningsmethode.\u201d<\/p>\n

Diffuse lichtbundel<\/h3>\n

In conventionele microscopie worden samples vaak punt voor punt verlicht om een beeld van het geheel te cre\u00ebren. Dit kost veel tijd, omdat voor afbeeldingen met een hoge resolutie veel datapunten nodig zijn. De aanpak van Amitonova en de Boer maakt gebruik van een fiber die een diffuse, \u2018gespikkelde\u2019 laserstraal produceert waarmee ze grote delen van het sample tegelijkertijd met een willekeurig patroon kunnen verlichten.\u00a0Vervolgens verzamelen ze het gereflecteerde licht als \u00e9\u00e9n enkel datapunt en reconstrueren dan de relevante informatie met een berekening. \u201cAls je punt voor punt belicht, resulteert het opnemen van 256 datapunten in een beeld van 256 pixels. Met onze methode cre\u00ebert hetzelfde aantal metingen een afbeelding met ongeveer twintig keer zoveel pixels \u201d, zegt Amitonova. \u201cOnze techniek van gecomprimeerde beeldverwerking is niet alleen veel sneller; we hebben ook aangetoond dat het mogelijk is om details zichtbaar te maken die meer dan twee keer zo klein zijn dan wat je kunt zien met conventionele, diffractiebeperkte technieken.”<\/p>\n

Meten zonder fluorescentie<\/h3>\n

De methode is ontwikkeld met het oog op minimaal invasieve bio-imaging, maar is ook veelbelovend voor toepassingen in de nanolithografie. Anders dan andere systemen voor superresolutie microscopie is het namelijk niet nodig om samples te markeren met fluorescerende labels. Amitonova gaat het concept dan ook verder uitwerken bij ARCNL: \u201cDat de glasvezelsondes zo compact zijn, maakt ze erg geschikt om betrouwbare meetinstrumenten mee te ontwikkelen voor de nanolithografie. Sondes van glasvezel leveren een unieke combinatie van hoge resolutie met een groot beeldbereik, waardoor ze eenvoudig te gebruiken zijn op plaatsen die je lastig kunt bereiken. Hopelijk resulteert de doorontwikkeling van onze methode in een hogere resolutie en snelheid.\u00a0Onze resultaten zijn vooral interessant voor verbeteringen in instrumentatie en medische diagnostiek.\u201d<\/p>\n

Foto:<\/strong> Artist impression van het superresolutiesysteem. Een diffuse, willekeurig gespikkelde bundel (groen) uit de glasvezelsonde belicht het hele sample (rechts) meerdere keren.\u00a0Bron: L. Amitonova<\/em><\/p>\n

Het onderzoek is gepubliceerd in Light: Science & Applications<\/i><\/a>\u00a0van afgelopen week: L.V. Amitonova, J.F. de Boer, Endo-microscopy beyond the Abbe and Nyquist limits<\/a>, Light Sci Appl\u00a09,\u00a081 (2020).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Onderzoekers van ARCNL (Advanced Research Center for Nanolithography) en de Vrije Universiteit Amsterdam hebben een compacte techniek ontwikkeld voor snelle superresolutie-microscopie met ultradunne glasvezels. Met slimme signaalverwerking doorbreken ze nu de theoretische grenzen van resolutie en snelheid in de nano-microscopie. Omdat er geen speciale fluorescerende markeringen nodig zijn, is hun meetmethode veelbelovend voor zowel medische […]<\/p>\n","protected":false},"author":1760,"featured_media":519633,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[90877],"tags":[1480,90049,105907,105910],"location":[],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-222595","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-digital-nl-nl","tag-licht-nl","tag-medische-technologie-nl","tag-nano-microscopie-nl","tag-nanolithografie-nl"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Arnoud Cornelissen","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/arnoud-cornelissen\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2020\/05\/Nanomicroscoop-300x224.png","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Digital<\/a>"],"unlinked":["Digital<\/span>"]},"tags":{"linked":["licht<\/a>","medische technologie<\/a>","nano-microscopie<\/a>","nanolithografie<\/a>"],"unlinked":["licht<\/span>","medische technologie<\/span>","nano-microscopie<\/span>","nanolithografie<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 6 years ago","modified":"Updated 6 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on May 11, 2020","modified":"Updated on May 11, 2020"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on May 11, 2020 9:00 am","modified":"Updated on May 11, 2020 9:00 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/222595","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1760"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=222595"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/222595\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/519633"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=222595"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=222595"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=222595"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=222595"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=222595"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=222595"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=222595"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=222595"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=222595"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}