Multimodální holografický mikroskop

Multimodální holografický mikroskop, který vynalezli vědci z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně, umožňuje pozorovat živé buňky pod obyčejnou žárovkou a bez použití jakýchkoliv kontrastních látek. Vývoj mikroskopu dále probíhá v těsné spolupráci s firmou TESCAN ORSAY HOLDING, a.s. Pro mikroskop se již podařilo získat evropský, americký, euroasijský a japonský patent.

„Využili jsme starého, zatím nepoužívaného principu, jak zachytit trojrozměrnou strukturu objektu v bílém, nekoherentním světle např. žárovky, který v 60. letech navrhl Emmett Leith, jeden ze zakladatelů holografie. Upravit tento princip pro mikroskopii a dovést k aplikaci v biologii však bylo velmi náročné,“ vysvětlil řešitel projektu profesor Radim Chmelík z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně.

V dosavadních typech komerčně dostupných holografických mikroskopů, jimiž již lze sledovat živé buňky, je nutné osvětlovat laserovou diodou nebo laserem, což s sebou nese nežádoucí účinky a výsledný obrázek nemusí být zřetelný, má horší rozlišení, a objevují se v něm vlnky nebo proužky. „Ideální je, když stejně jako v klasickém mikroskopu můžete osvětlovat žárovkou, LED diodami nebo výbojkou, a právě to se nám podařilo. V našem holografickém mikroskopu se dá s nadsázkou svítit stolní lampičkou a obrázek je pořád dokonalý,“ doplnil profesor Chmelík.

Nový přístroj má však i další důležité vlastnosti. Mikroskop umožní sledovat živé buňky, aniž by bylo nutné aplikovat kontrastní barviva. Ta totiž mohou chování a vlastnosti buněk ovlivňovat, mohou se vůči buňkám projevovat patogenně či dokonce toxicky. Potom nemusí být jasné, zda například rakovinnou buňku ničí použité cytostatikum, nebo barvivo.

Mikroskop najde uplatnění v širokém spektru oborů, jako jsou biologický výzkum, zdravotnictví, farmakologie, biotechnologie, metalografie, mikrotechnologie, nanotechnologie, mikrooptika, elektroprůmysl atd. Primárně je orientován na aplikace biologické, zejména na výzkum rakoviny.

Mikroskopu byla v kategorii „Nejvýznamnější výsledek vývoje/inovace“ udělena Cena Wernera von Siemense za rok 2013. Jedná se o soutěž, kterou každoročně pořádá společnost Siemens, a která se koná ve spolupráci s předními českými univerzitami a Akademií věd ČR, pod záštitou ministra školství, mládeže a tělovýchovy a ministra průmyslu a obchodu.

Společný projekt Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně a firmy TESCAN také zvítězil v soutěži „Nejlepší spolupráce roku 2013 mezi firmami a výzkumnou sférou“, kterou pořádá Sdružení pro zahraniční investice – AFI, Americká obchodní komora ČR (AmCham) a Technologická agentura ČR (TAČR).

Nyní se ještě tým výzkumníků snaží mikroskop doladit tak, aby bylo možné sledovat i buňky ve vyšších vrstvách, a vyvinul i variantu pro odražené světlo, která je vhodná pro pozorování povrchů a jejich přesné měření v jednotkách nanometrů. Komercializace produktu je plánována v polovině roku 2015 po obhajobě projektu.