Учёные Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого предложили способ изучать микрообъекты через анализ поляризации света. Метод рассчитан на задачи, где обычная оптика даёт слабый контраст или вовсе «теряет» объект на фоне среды. В университете считают, что такую схему можно применять и для ранних признаков кожных патологий, и для анализа микропластика в воде и почве.
По словам директора Центра исследования проблем микропластика НовГУ Владимира Чигринова, свет описывается четырьмя параметрами поляризации. Если измерять их в излучении, отражённом от объекта, можно получить больше данных, чем при обычном наблюдении. Это особенно важно для бактерий и других мелких частиц, чьи оптические свойства близки к окружающей среде.
Для экспериментов исследователи собрали установку из лазера, оптических фильтров и камеры с поляризационным слоем. Лазерный луч проходит через фильтры, отражается от объекта, а камера фиксирует параметры поляризации сразу по всей сцене. В результате система строит изображение без долгого последовательного сканирования, которое часто требуется в лабораторных методах.
В тестах с доработанным ручным микроскопом при увеличении в 100—200 раз метод позволил различать воспалённые и раздражённые поры, а также края родинок. Снимок можно сохранить сразу после наблюдения. Для прикладной медицины это важная деталь: поляризационные методы уже используют в офтальмологии и дерматоскопии, поскольку они помогают увидеть изменения тканей без биопсии на первом этапе осмотра.
Отдельное направление работы связано с микропластиком. По данным ОЭСР, к 2060 году объём пластиковых отходов в мире может почти утроиться, а утечки в окружающую среду вырастут вдвое. Сейчас для анализа микропластика чаще применяют ИК- и Raman-спектроскопию: это точные, но дорогие и не самые быстрые методы. В НовГУ утверждают, что поляризационный подход позволяет определять размер частиц, форму, тип полимера и степень разрушения материала быстрее и на более простой установке.
Если университету удастся довести систему до серийного прибора, её нишей могут стать полевые и клинические проверки, где важны скорость и компактность. На этом рынке уже растёт спрос на портативную диагностику: по оценкам Grand View Research, мировой рынок цифровой патологии в ближайшие годы будет увеличиваться двузначными темпами, а инструменты для анализа микропластика переходят из исследовательских лабораторий в экологический мониторинг. Практическая ценность разработки станет понятнее после сравнительных испытаний с действующими спектроскопическими системами.