在科学研究和医学领域，显微镜是研究组织、细胞和蛋白质的重要工具，对于疾病预防和治疗至关重要。然而，在使用光学显微镜观察这些生物样本时，样本有时会显得比它们的真实形状更扁平。这一现象被称为“压扁样本”问题，已经困扰了科学家数十年。
荷兰代尔夫特理工大学的研究人员现在首次证明，这种畸变并不是恒定不变的，这与许多科学家几十年来的假设相反。这一突破性发现发表在《Optica》杂志上，证实了诺贝尔奖得主斯特凡·赫尔（Stefan Hell）在90年代的预测。研究人员还开发了一个在线计算工具和软件，使每个研究人员现在都能够确定生物样本的正确深度。
当使用显微镜观察生物样本时，如果物镜的透镜与样本处于不同的介质中，光束会受到干扰。例如，当使用被空气包围的透镜观察水性样本时，光射线在透镜周围的空气中的弯曲程度会比在水中更尖锐。这种干扰导致测量到的样本深度小于实际深度，从而使样本看起来被压扁了。
代尔夫特理工大学的研究人员通过计算和数学模型展示了样本在靠近透镜的地方比在远离透镜的地方显得更加扁平。随后，他们在实验室中证实了校正因子确实是深度依赖的。
研究人员将他们的研究结果整合到一个在线工具和软件中，任何研究人员都可以使用这些工具来确定他们实验的精确校正因子。这个在线工具允许用户输入实验的相关细节，如折射率、物镜的孔径角和使用的光的波长。然后，工具会显示深度依赖的缩放因子的曲线，并允许用户导出这些数据以供个人使用。
这项研究的意义在于，它不仅解决了一个长期存在的科学问题，还为未来的生物医学研究提供了更精确的测量方法。通过更精确的深度测量，研究人员可以减少在未命中生物目标的样本上的时间和金钱花费，从而能够研究更多相关的蛋白质和生物结构。确定生物系统中蛋白质的精确结构对于理解和最终对抗异常和疾病至关重要。
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参考资料：DOI： doi：10.1364/OPTICA.520595
观测会使事物坍缩，这就是扁平的原因。