15:02 2022-12-08
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Viața în acțiune: Cercetătorii surprind dinamica celulară 3D în întregul organism
_ Viața în acțiune: Cercetătorii captează dinamica celulară 3D în întregul organism
Cercetătorii au arătat că o nouă tehnică de microscopie poate captura imagini 3D dinamice ale unei larve întregi de pește zebra, menținând în același timp rezoluția celulară în toate cele trei dimensiuni. Oferind oamenilor de știință o perspectivă fără precedent asupra modului în care celulele interacționează în starea lor cea mai naturală, noua tehnică ar putea oferi informații care sunt utilizate pentru a dezvolta noi tratamente pentru boli, de exemplu.
„Dezvăluirea structurilor celulare subiacente și a interacțiunii lor. este fundamental pentru înțelegerea vieții”, a spus liderul echipei de cercetare Ji Yi de la Universitatea Johns Hopkins. „Cu toate acestea, limitările difracției luminii fac dificilă imaginea cu rezoluție celulară 3D pe suprafețe mari de câțiva milimetri. Ocolim compromisurile dintre câmpul vizual, rezoluția adâncimii și viteza imaginii pentru a obține rezoluția celulară 4D pe un câmp mult mai mare. de vedere decât era posibil anterior.”
În Optica, cercetătorii raportează că noua lor metodă de microscopie în plan oblic mezoscopic poate captura de până la trei ori mai multe puncte de imagine rezolvabile într-un volum 3D imagine, comparativ cu alte sisteme similare. Microscopia plană oblică este un tip de microscopie cu foi de lumină, care folosește o foaie de lumină laser pentru a ilumina o felie subțire de probă etichetată cu markeri fluorescenți.
„Privindu-ne la sistemele biologice în contextul lor mai larg – de asemenea cunoscută sub numele de scară mezoscopică – oferă informații holistice pentru sisteme biologice complexe, cum ar fi un circuit neuronal complet în creierul șoarecilor, cultura de țesut 3D sau larve întregi de pește zebra”, a spus Yi. „Munca noastră pune, de asemenea, o bază pentru dezvoltarea ulterioară, care ar permite imagistica biologică și mai rapidă, mai mare și mai profundă.”
Depășirea compromisurilor
Fie că se realizează imagistica cu un microscop sau cu o cameră pentru smartphone. , este dificil să utilizați un singur set de optice pentru a obține atât o acoperire mare a scenei, cât și o rezoluție suficientă pentru a vedea detalii. În timp ce smartphone-urile moderne folosesc adesea mai mult de un set de camere pentru a depăși această provocare, acest lucru nu este de obicei fezabil cu microscopie.
„În loc să adăugăm un alt set de camere, am folosit o componentă optică cunoscută sub numele de rețea de transmisie pentru creează o foaie de lumină difractivă”, a spus Yi. „Acest lucru îmbunătățește secționarea în adâncime și rezoluția în timp ce se folosește o lentilă cu mărire redusă. Rezultatul este capacitatea de a efectua imagini la scară mezoscopică pe un câmp vizual care are câțiva milimetri lățime, putând în același timp să rezolve celulele individuale în 3D.”
Cercetătorii și-au demonstrat noua tehnică utilizând-o pentru a vizualiza două sisteme modele importante la scară mare: larve vii de pește zebra, care aveau 3-4 mm lungime și felii de creier de șoarece în care celulele sunt menținute în viață. Ambele au exprimat proteine de fluorescență care au etichetat anumite tipuri de celule, cum ar fi neuronii și celulele sanguine.
Folosind tehnica lor de microscopie plană oblic mezoscopică, cercetătorii au reușit să imagineze un câmp vizual care măsoară până la 5,4 × 3,3 milimetri cu un rezoluție de 2,5 × 3 × 6 microni, care a permis imagistica volumetrică a structurilor celulare 3D cu o singură scanare.
Pentru larvele de pește-zebra, acestea au capturat înregistrări volumetrice ale activității neuronale ale întregului corp la o rată de volum de 2 Hz, studii care permit în mod unic asupra circuitelor neuronale ale întregului sistem nervos central la o vertebrată. Ei au arătat, de asemenea, înregistrări volumetrice ale întregului corp ale dinamicii fluxului sanguin la 5 Hz cu rezoluție celulară 3D, pentru a permite pentru prima dată urmărirea unei singure celule în sistemul complet de circulație 3D.
În continuare, cercetătorii ar fi Îmi place să îmbunătățească eficiența colectării luminii pentru a crește și mai mult viteza de imagine. De asemenea, doresc să încorporeze imagini multifotonice pentru a permite o adâncime de penetrare mai bună, o altă provocare de lungă durată în imagistica optică.
Comentarii:
Adauga Comentariu