Badania opisane w „Nanoscale” dotyczą obrazowania mikroskopowego próbek w oparciu o zjawisko absorpcji promieniowania z zakresu podczerwieni (IR). Rozdzielczość konwencjonalnych metod obrazowania mikroskopowego w podczerwieni sięga zaledwie kliku mikrometrów (milionowych części metra), co odpowiada rozmiarom typowej bakterii. Ostatnie lata przyniosły ogromny postęp w mikroskopii IR, w związku z opracowaniem systemu mikroskopowego o nazwie „nano-IR”. Umożliwił on osiągnięcie rozdzielczości w obrazowaniu IR na poziomie około 100 nanometrów (miliardowych części metra). 100 nanometrów to nieco mniej niż średnica wirusa HIV.

Zespół prof. Gruszeckiego we współpracy z fizykami z Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL), podjął udaną próbę pobicia tego rekordu - udało się obniżyć granicę rozdzielczości do poziomu około 10 nm (taka jest na przykład średnica najmniejszych cząsteczek dymu tytoniowego). Impulsy lasera nagrzewają próbkę, co przekłada się na różnicę położenia skanującej ją dźwigienki. Odbite od tej dźwigienki światło lasera podlega zmianom, z których można odczytać obraz.

Osiągnięcie tak dużej rozdzielczości było możliwe dzięki opracowaniu specjalnych próbek złożonych z dwóch składników (lipidów i białek)różniących się znacznie przewodnictwem termicznym oraz charakteryzujących się znacznym uporządkowaniem w kierunku prostopadłym do płaszczyzny próbki.

Drugie osiągnięcie, ogłoszone na łamach czasopisma Analytical Chemistry, związane jest z odkryciem metody obrazowania molekularnego w oparciu o efekt foto-termiczny. Nowa technika nazwana została przez autorów mikroskopią obrazowania foto-termicznego (PTIM, Photo-Thermal Imaging Microscopy). Umożliwia ona obrazowanie w nanoskali obiektów molekularnych, bazując na wydzielanym przez nie cieple. Metoda ta może być zastosowana w badaniach próbek biologicznych, a także w naukach materiałowych.

„W trakcie prowadzenia prac badawczych często napotykamy na bariery istotnie ograniczające ich postęp. W wielu przypadkach bariery te wynikają z ograniczeń samych technik eksperymentalnych. Zdarza się również, iż niejako „przy okazji”, badacze dokonują modyfikacji tych metod, a nawet odkrywają i proponują nowe techniki badawcze. Historia wielkiej nauki, jak też i codziennej praktyki laboratoryjnej, jest bogata w tego typu przypadki. Wydaje się, iż do tej kategorii zaszeregować można nasze ostatnie wyniki” – powiedział i prof. Gruszecki.

Badania zespołu prof. Gruszeckiego były finansowane ze środków pochodzących z programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Profesor jest laureatem programu TEAM.

PAP - Nauka w Polsce

pmw/ krf/