Центр исследования проблем микропластика НовГУ предложил новый способ анализа мельчайших объектов — от микробов до частиц микропластика — с помощью особого анализа света.
В основе технологии — использование всех свойств света, в том числе его поляризации.
Поляризация — это характеристика света, описывающая, в каком направлении «колеблются» световые волны. Обычный свет состоит из волн, колеблющихся во всех направлениях. Если пропустить такой свет через специальный фильтр (поляризатор), останутся только волны, колеблющиеся в одной плоскости. Это похоже на то, как если бы вы пропускали верёвку через узкую щель: только колебания вдоль щели пройдут, а остальные будут отсечены.
У света есть четыре так называемых параметра Стокса, которые описывают его поляризацию. Если измерять эти параметры у света, отражённого от объекта, можно узнать о нём гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.
Например, бактерии в воде часто невидимы, потому что их оптические свойства совпадают с окружающей средой. Но если посмотреть на них через поляризационный фильтр, они становятся видны — и даже можно определить их тип по «цвету» поляризации. Это позволяет изучать живые объекты без окрашивания и сложной подготовки.
Для экспериментов использовалась простая установка: лазер, линейный поляризатор, четвертьволновая пластинка и специальная камера с поляризационным слоем. Свет проходит через фильтры, отражается от объекта, и камера фиксирует сразу все параметры поляризации. Это даёт мгновенную «картинку» всего объекта, а не только его маленького участка.
Учёные уже опробовали этот подход для анализа микропластика. С помощью поляризационной камеры можно определить размер частиц, тип полимера, форму и степень разрушения (старения) пластика, внутреннюю структуру.
По сравнению с традиционными методами, новый подход обладает рядом важных достоинств:
– Быстрота и наглядность: изображение всего объекта получается сразу, без долгого сканирования по частям.
– Неразрушающий характер: образец не повреждается и не требует сложной подготовки.
– Высокая информативность: анализ всех параметров поляризации даёт больше сведений о структуре и составе объекта.
– Возможность видеть невидимое: метод позволяет обнаруживать объекты, которые не видны в обычном свете.
– Простота и доступность оборудования: не требуется сложное и дорогое оборудование.
– Широкий спектр применения: метод эффективен для анализа микропластика, медицинских исследований и изучения материалов.
Технология позволяет быстро и точно анализировать сложные объекты без разрушения, что важно для самых разных сфер.
– Биотехнологии и микробиология. Можно быстро обнаруживать и идентифицировать микроорганизмы в жидкостях без сложной подготовки образцов, что ускоряет исследования и контроль качества.
– Пищевая промышленность. Поляризационная визуализация может использоваться для экспресс-анализа состава и качества продуктов, выявления посторонних включений и оценки структуры пищевых гелей, эмульсий и других сложных систем.
Учёные отмечают, что технология только начинает внедряться в практику. Ведётся подготовка публикаций, завершается совместный научный обзор по новым методам классификации микропластика. В планах — проведение новых экспериментов, расширение сотрудничества с другими лабораториями и поиск дополнительных сфер применения. При заинтересованности научного сообщества и наличии финансирования исследования будут продолжаться, а оборудование — совершенствоваться для ещё более широкого круга задач.
Источник: novsu.ru
