كيف تستخرج أقصى استفادة من كل فوتون سريع
الأصل: "Fisher-Information-Driven Adaptive Acquisition for Photon-Efficient FLIM: A Dual-Implementation Framework for TCSPC and Programmable Time-Gating"
تعلّم العلماء كيفية جدولة القياسات بحيث يقدّم المجهر معلومات أكثر بنفس كمية الضوء.
يشبه المجهر الفلوري (fluorescence microscope) مصوّرًا يلتقط صورًا في الظلام: كلما زاد عدد اللقطات، كانت الرؤية أوضح، ولكن كل لقطة تكلف فوتونات. وفي الخلية الحية، يكون مخزون الفوتونات محدودًا، وإلا فإن الضوء سيقتل العينة ببساطة. لذلك، اقترح العلماء عدم زيادة عدد الفوتونات، بل اختيار اللحظات المناسبة لالتقاطها بذكاء أكبر.
بدلاً من التقاط صور منتظمة على فترات زمنية متساوية — مثل التصوير المتسلسل — تختار الطريقة فترات التوقف بين اللقطات، كما ينتظر المصوّر الماهر اللحظة المناسبة لالتقاط تعبير الوجه المطلوب.
ولتحقيق ذلك، بنوا نموذجًا رياضيًا يقيّم مقدار المعلومات التي سيجلبها كل قياس. واتضح أنه إذا أُخذت في الاعتبار مسبقًا الاضطرابات المحتملة — اهتزاز الجهاز، الضوء الخلفي، تشوش الإشارة — يصبح مخطط التصوير أكثر استقرارًا. وعندها، حتى مع الضوء الشحيح، تصبح الصورة أوضح وتظهر تفاصيل حياة الخلية بشكل أدق.
البروتينات الفلورية التي تتوهج داخل الخلايا عُزلت لأول مرة من قنديل البحر، ومُنحت عنها جائزة نوبل في الكيمياء عام 2008.