17:53 2024-02-22
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Imagini chimice 3D îmbunătățite cu modulare de fază
_ Imagini chimice 3D îmbunătățite cu modulare de fază
Înțelegerea sistemelor biologice și biomedicale complexe este mult ajutată de imagistica 3D, care oferă informații mult mai detaliate decât metodele tradiționale bidimensionale. Cu toate acestea, imagistica cu celule vii și țesut rămâne o provocare din cauza unor factori precum viteza limitată a imaginii și împrăștierea semnificativă în medii tulburi.
În acest context, tehnicile de microscopie multimodală sunt notabile. Mai exact, tehnicile neliniare precum CRS (coerent Raman scattering) folosesc spectroscopia vibrațională optică, oferind imagini chimice precise în țesuturi și celule într-un mod fără etichete.
În plus, microscopia stimulată cu împrăștiere Raman (SRS), un CRS metoda, poate captura cu acuratețe imagini ale biomoleculelor datorită relației liniare dintre intensitatea Raman stimulată și concentrația moleculelor țintă. O face cu o sensibilitate ridicată și fără interferențe din mediile nerezonante nedorite.
Într-un studiu recent publicat în Advanced Photonics, profesorul Zhiwei Huang, director al Laboratorului de bioimagini optice din cadrul Departamentului de Inginerie Biomedicală de la Colegiul de Proiectare și inginerie de la Universitatea Națională din Singapore, a lucrat cu echipa sa pentru a dezvolta o nouă tehnică numită tomografie cu împrăștiere Raman stimulată cu modul de fază (PM-SRST) pentru imagistica chimică 3D fără etichete a celulelor și țesuturilor.
Potrivit lui Huang, „Această metodă dezvoltată de noi permite achiziționarea directă a informațiilor din eșantionul 3D în domeniul spațial, fără a necesita proceduri de postprocesare. De asemenea, am demonstrat utilitatea tehnicii PM-SRST pentru îmbunătățirea atât a rezoluției laterale, cât și a adâncimea imaginii SRS Imagistica 3D a bioțesuturilor.”
În această abordare, fasciculul obișnuit „pompă” în metoda SRS este înlocuit cu un fascicul specializat cunoscut sub numele de fascicul Bessel. Poziția unui alt fascicul, fasciculul focalizat Stokes, este controlată folosind un dispozitiv numit modulator spațial de lumină de-a lungul fasciculului pompei Bessel din eșantion pentru secționarea z mecanică fără scanare.
În plus, prin combinarea Fascicul pompei Bessel cu un fascicul Stokes cu lungime de undă mai mare, capacitatea PM-SRST de a gestiona împrăștierea este îmbunătățită, permițând capturarea de imagini rapide și detaliate în zonele mai adânci ale țesuturilor.
Eficacitatea metodei a fost dovedită. prin experimente care prezintă imagini chimice volumetrice rapide, fără etichete, în diverse mostre. Acestea au inclus monitorizarea în timp real a mișcării browniene 3D a margelelor polimerice în apă, observarea proceselor de difuzie și absorbție a oxidului de deuteriu (D2O) în rădăcinile plantelor și studierea răspunsului biochimic al celulelor canceroase de sân la acidul acetic.
În plus, adâncimea de penetrare a luminii a PM-SRST a fost comparată cu cea a imaginilor SRS convenționale. În PM-SRST, semnalul din zonele de țesut mai profunde este considerabil mai puternic decât în C-SRS, ceea ce duce la o îmbunătățire de aproximativ două ori a adâncimii imaginii.
Huang notează: „The z-scanning-free optical. Proprietatea de secționare în PM-SRST este universală, care poate fi extinsă cu ușurință la alte modalități de imagistică. De exemplu, sistemul actual poate fi adaptat cu ușurință pentru tomografia coerentă anti-Stokes Raman scattering (CARS) și prin utilizarea fie a pompei, fie a fasciculului Stokes. singură, tehnica PM-SRST poate fi simplificată pentru a facilita tomografia de a doua sau a treia generație de armonici, tomografia multifoton sau tomografia fluorescentă.”
Capactă de imagistică chimică 3D rapidă și fără etichete, tehnica PM-SRST poate fi folosit pentru a studia activitățile metabolice și procesele dinamice funcționale legate de administrarea medicamentelor și terapeutice în celulele și țesuturile vii.
Comentarii:
Adauga Comentariu