Egy német és ausztrál kutatókból álló csoport nemrégiben olyan mikroszkópos technikát mutatott be, amellyel korábban elképzelhetetlen felbontásban tanulmányozhatók az élő sejtek részletei. A módszer egy lézeres eljáráson alapul, amelynek a bioorvosi alkalmazáson túl más területeken is komoly szerep juthat.

A kvantumoptikai mikroszkóp egyúttal kiváló példa arra, hogy a sokáig elvont elméleti problémának tekintett kvantumösszefonódásnak milyen gyakorlati hasznosítási lehetőségei lehetnek, mondják a fejlesztők. A kvantumösszefonódás lényege, hogy az így összekapcsolt részecskék tulajdonságai kölcsönösen összefüggésben vannak, vagyis ha az egyiken méréseket végzünk, a másik tulajdonságait is ismerni fogjuk.

Az új mikroszkópban használt szenzor kvantumfényt, összefonódott állapotú fotonpárokat használ, és ezek révén képes úgy képet alkotni az apró struktúrákról, hogy azokat nem pusztítja el. A legfontosabb kérdés az volt, hogy a kvantumfénnyel lehetséges-e olyasmit is megvalósítani, amit hagyományos módszerekkel nem, mondja Warwick Bowen, a kutatás egyik résztvevője. És mint kiderült, ez járható út: a kvantumösszefonódások olyan kontrasztot és felbontást tettek lehetővé, amely meghaladta a hagyományos mikroszkópok teljesítményét, mivel az új technológiát nem korlátozta a fénykár. Utóbbi akkor következik be, amikor a túl nagy intenzitású megvilágító fény fotonjai károsítják vagy elpusztítják a mintát.

Míg a most használt lézer hagyományos alkalmazás esetén gyorsan lyukat égetne a mintákba, az új módszerrel nem volt ilyen probléma. A kutatók élesztőgomba sejteket vizsgáltak Raman-szórással, amely során azt nézik, hogyan szóródnak a fotonok különböző molekulákról, ami a molekulatípusok és a molekuláris részek egyedi vibrációjától függ. A Raman-mikroszkópia így alkalmas a molekuláris szerkezet részletes feltérképezésére, viszont mivel erős lézernyalábot használ, rendszerint tönkreteszi a mintát, így élő dolgokat nem lehet vele vizsgálni.

A most alkalmazott összefonódott fotonpárok révén viszont a szakértők képesek voltak feltérképezni a sejt lipideloszlását anélkül, hogy kritikusra kellett volna növeli a lézer intenzitását. A kutatók tisztán meg tudták jeleníteni a sejtfalat, amely mindössze pár nanométer vastagságú, és hagyományos Raman-szórással általában nagyon halvány vagy teljesen láthatatlan marad. Bár a független szakértők szerint a módszer praktikus használatához még számos technikai problémát meg kell oldaniuk a fejlesztőknek, ha ezeket sikerül orvosolniuk, azzal egészen új eszköz kerülhet a sejtszintű biológiai folyamatokat tanulmányozó szakértők kezébe.