Forskere udvikler nyt ultrahurtigt 3D-mikroskop

Et nyt mikroskop kan fange 3D-billeder af levende organismer i realtid. Det kaldes QIs-scope, en innovation fra et udspil fra Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), 4D natur. Mikroskopet kan bruges i biomedicinsk forskning eller til at forbedre kliniske diagnoseprocedurer.

Dette næste generations mikroskop kan lave tredimensionelle billeder af små prøver (mellem 1 mm og 2 cm) ved hjælp af en flad laserstråle i næsten realtid, hvilket gør det muligt at overvåge dyr, efterhånden som de udvikler sig. "Vi kan se, hvordan hjertet af en zebrafisk banker og laver en 3-D rekonstruktion af sit slag, "sagde Jorge Ripoll, professor ved UC3M Institut for Bioengineering og Aerospace Engineering og medstifter af 4D Nature med Alicia Arranz og César Nombela. "Det kan bruges til mange undersøgelser vedrørende hjerte -kar -sygdomme, og for bedre at forstå, hvordan hjertet fungerer. "

Ifølge dens skabere, denne teknologi repræsenterer det næste trin i konfokal mikroskopi, som har revolutioneret biomedicinens verden i de sidste to årtier. QIs-omfanget kan tage 200 billeder i sekundet, sammenlignet med de cirka fem billeder i sekundet af et moderne konfokalt mikroskop. Ud over dens hastighed, det kan markere celler eller molekylære processer med forskellige farver ved hjælp af sine fire lasere, som kan øges til seks. "Dette gør det muligt at overvåge op til seks forskellige celler eller seks forskellige celletyper i den samme prøve, sagde Ripoll, der forsker ved UC3M Biomedical Imaging and Instruments Group (BiiG).

Denne maskine kan observere, hvad der sker på celleniveau i udviklingen af ​​væv eller organernes indre funktion. "Hvis cellerne er markeret med fluorescerende proteiner, du kan foretage en specifik overvågning af, hvad der sker på mobilniveau i hvert organ, "sagde Ripoll." Vi genererer en lysstråle med en laser. Denne lysstråle ophidser fluorescens, og når lysstrålen flyttes, vi får et 3D-billede af prøven. "

QIs-scope har anvendelser inden for biomedicinsk billeddannelse. Det er nyttigt i molekylærbiologisk forskning eller udviklingslaboratorier til undersøgelse af hele organer eller i modeller af in vivo -dyr. Faktisk, målingerne af zebrafiskens hjerte blev taget i samarbejde med Nadia Mercaders gruppe fra National Center for Cardiovascular Research. Også, det kan være af interesse for klinikker og farmaceutiske centre, der bruger de traditionelle konfokalmikroskoper. Ud over, den kan bruges til at overvåge kvaliteten af ​​væsker og tilstedeværelsen af ​​urenheder til at lave 3D-billeder af gennemsigtige materialer. Det kan anvendes ved brug af andre bølgelængder i det elektromagnetiske spektrum (terahertz eller mikrobølgeovn, f.eks.) i billeder af uigennemsigtige materialer.

Nøglen til funktionen af ​​QIs-omfanget ligger i softwaren, fordi at tage målinger i forskellige positioner af en prøve med en hastighed på 200 billeder pr. sekund, det er nødvendigt at koordinere et sæt lasere, motorer, kameraer og filtre meget effektivt. Den høje målehastighed gør det muligt at observere flere vinkler af prøven. Dette forbedrer opløsningen og kvaliteten af ​​de rekonstruerede data, men det kræver kompleks software at kombinere alle disse målinger. "Vores mål er, at QI-omfanget skal være let at bruge med intuitiv software, så brugeren kan se prøven og vælge, hvor scanningen skal foretages, vælg excitationsfarverne og generer et tredimensionelt billede med lige så mange farver, som der blev valgt. "