Loại kính hiển vi mới có thể tạo ra những hình ảnh sắc nét, rõ ràng, chẳng hạn như các tế bào thần kinh chuột (ảnh: Anna Maria Reuss và Fabian Voigt).

Với những kính hiển vi thông thường, ở độ phóng đại rất cao, ánh sáng chiếu vào mẫu tán xạ xung quanh mẫu và làm mờ hình ảnh. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học sử dụng kính hiển vi dựa trên thấu kính truyền thống, phủ lên mẫu của họ một lớp dầu hoặc nước mỏng, sau đó nhúng thấu kính của thiết bị vào chất lỏng, giảm thiểu mức độ tán xạ ánh sáng. Tuy nhiên, kỹ thuật này đòi hỏi các dụng cụ phải có các thấu kính khác nhau cho các loại chất lỏng khác nhau, khiến quy trình thí nghiệm trở lên tốn kém, phức tạp và hạn chế các cách chuẩn bị mẫu.

TS Fabian Voigt - nhà sinh học phân tử tại Đại học Harvard (Hoa Kỳ) và là người sáng chế ra thiết kế mới này đã đọc một cuốn sách về tầm nhìn của động vật thì bắt gặp trường hợp kỳ lạ về mắt của sò điệp. Không giống như hầu hết các loài động vật có mắt đặc trưng với võng mạc gửi hình ảnh đến não, sò điệp có lớp phủ được bao phủ bởi hàng trăm chấm nhỏ màu xanh lam, mỗi chấm chứa một chiếc gương cong ở phía sau. Khi ánh sáng đi qua thủy tinh thể của mỗi mắt, gương bên trong của nó sẽ phản chiếu ánh sáng trở lại bộ phận cảm quang của sinh vật để tạo ra hình ảnh cho phép sò điệp phản ứng với môi trường.

TS Fabian Voigt đã nhận ra thiết kế mắt của con sò giống như một loại kính thiên văn được phát minh cách đây gần 100 năm có tên là kính thiên văn Schmidt. Kính viễn vọng không gian Kepler, quay quanh Trái đất, sử dụng thiết kế gương cong tương tự để phóng đại ánh sáng ở xa từ các ngoại hành tinh. TS Fabian Voigt đã nhận ra rằng, bằng cách thu nhỏ gương, sử dụng tia laser cho ánh sáng và lấp đầy khoảng trống giữa gương và máy dò bằng chất lỏng để giảm thiểu sự tán xạ ánh sáng, thiết kế có thể được điều chỉnh để phù hợp với bên trong kính hiển vi.

Vì vậy, TS Fabian Voigt và các đồng nghiệp đã xây dựng một nguyên mẫu dựa trên những thông số kỹ thuật đó. Ánh sáng đi vào từ phía trên, đi qua một tấm cong để điều chỉnh độ cong của gương, sau đó dội lại từ gương để chạm vào mẫu và phóng đại mẫu. TS Fabian Voigt cho biết, gương cong có thể phóng đại hình ảnh giống như một thấu kính. 

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm nguyên mẫu của họ bằng cách chiếu tia laser vào các mẫu trong suốt, bao gồm các cơ ở đuôi nòng nọc, não chuột và toàn bộ phôi gà. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Nature Biotechnology vào tháng 03/2023, những hình ảnh rõ ràng như được đo bằng kính hiển vi quang học thông thường nhưng với thiết kế đơn giản và quy trình chuẩn bị mẫu linh hoạt hơn.