Ученые Томского государственного университета и ученые из немецкого электрон-синхротронного центра DESY планируют создать к 2020 году первый в мире прототип рентгеновского микроскопа, который будет работать с рассеянным излучением. Проект поддержан Объединением научно-исследовательских центров Германии им. Гельмгольца, финансирование составит 6 миллионов рублей в год, сообщает пресс-служба ТГУ.

Рентгеновский микроскоп используются для исследования очень малых объектов, размеры которых сопоставимы с длиной рентгеновской волны. Принцип действия микроскопа основан на использовании рентгеновского излучения с длиной волны от 0,01 до 10 нанометров. Существуют два типа рентгеновских микроскопов — отражательные и проекционные. Проекционные микроскопы используют высокую проникающую способность рентгеновских лучей. В них изучаемый объект помещается перед источником излучения просвечивается рентгеновскими лучами. Благодаря тому, что коэффициент поглощения рентгеновских лучей зависит от размеров атомов, через которые они проходят, такой метод позволяет получать информацию не только о структуре, но и о химическом составе изучаемого объекта. Отражательные позволяют добиться большего увеличения, но они не получили большого распространения из-за сложностей в их изготовлении и возникающих аберраций изображения.

Рентгеновский микроскоп, который разрабатывают ученые  ТГУ и DESY, будет фиксировать не проходящее излучение, а рассеянное. Это позволит повысить точность получаемых данных: при прохождении через клетку или длинные белковые молекулы излучение проходит через объект, не задерживаясь, и полученная информация является недостаточно точной. 

«Микроскоп создается для исследования клеток и их структур. Сегодня есть приборы, которые позволяют делать это при помощи электронной микроскопии. Однако в этом случае происходит разрушение объекта исследования вследствие его бомбардировки электронным пучком. В рентгеновском микроскопе воздействие будет не таким сильным и, соответственно, разрушение объекта будет проходить медленнее, что существенно увеличит время его возможного изучения», – приводятся пояснения научного сотрудника лаборатории функциональной электроники ТГУ Антона Тяжева. 

Уточняется, что радиофизики ТГУ будут выпускать сенсоры на основе арсенида галлия для регистрации излучений, а ученые DESY изготовят электронную систему микроскопа, систему сбора данных, систему рентгеновских линз. Испытания прибора буду проходить в Германии, поскольку полученный прототип можно будет использовать только в центрах синхротронного рентгеновского излучения. 



По словам Антона Тяжева, микроскоп станет новым инструментарием для исследований в области биологии и медицины. С его помощью ученые смогут изучать процессы на клеточном уровне, проводить достаточно длительные наблюдения без разрушения объекта, наблюдать, какие изменения происходят в клетках при воздействии лекарственных препаратов. Как полагают разработчики, возможно, микроскоп позволит приблизиться к пониманию развития некоторых заболеваний.