В Германии создали «линзу» для долгих рентгеновских наблюдений за организмами

Немецкие физики создали особое устройство, так называемую «линзу Брэгга», которая позволяет резко уменьшить дозу рентгеновского излучения, необходимого для получения трехмерных изображений различных тканей тела. Она позволит биологам вести длительные наблюдения за работой организмов, пишут исследователи в статье, опубликованной в научном журнале Optica.

«При получении изображений на энергии частиц в 30 килоэлектронвольт, разработанная нами система примерно на два порядка превосходит существующие установки по уровню квантовой эффективности при подготовке изображений высокого разрешения. Это позволяет получать более качественные снимки и при этом резко снизить получаемую дозу рентгена», — заявила научный сотрудник Технологического института Карлсруэ (Германия) Ребекка Спикер, приводит выдержки ТАСС.

Ученые достигли подобного результата благодаря созданию так называемой «линзы Брэгга». Она представляет собой набор из двух асимметричных кристаллов кремния, которые особым образом взаимодействуют с рентгеновским излучением и увеличивают изображение примерно в 150 раз. Это позволяет получать снимки даже самых небольших биологических объектов и наблюдать за ними в режиме реального времени с очень высоким разрешением.

В прошлом, как отмечает Спикер, ученые могли наблюдать за живыми существами или тканями в подобном режиме работы рентгеновских установок лишь несколько секунд или минут, при прошествии которых клетки начинали массово гибнуть в результате появления серьезных повреждений ДНК и других биомолекул. Физики из Германии обошли эту проблему при помощи комбинации из «линзы Брэгга» и созданного ими детектора одиночных фотонов, который способен улавливать частицы света высоких энергий.

Эти приборы ученые установили в кольцо синхротрона, ускорителя частиц в KIT, способного вырабатывать очень узкие пучки рентгеновских волн, и при их помощи проследили за ростом зародыша лягушки, а также за выходом ос-наездников из их куколок. Благодаря низкой дозе облучения, физикам удалось на протяжении получаса наблюдать за этими процессами, что в прошлом было невозможно осуществить при помощи рентгена.

Аналогичным образом, как отмечают ученые, можно изучать образцы тканей тела и отслеживать действие лекарств на клетки людей и животных, в том числе на различные трехмерные аналоги опухолей. Это позволит биологам и медикам более глубоко и детально изучать различные процессы внутри организмов и оценивать эффективность лекарств, подытожили исследователи.