Los investigadores han desarrollado una nueva técnica que permite obtener imágenes de fluorescencia microscópica a cuatro veces el límite de profundidad impuesto por la difusión de la luz. La microscopía de fluorescencia se utiliza a menudo para obtener imágenes de detalles moleculares y celulares del cerebro en modelos animales de diversas enfermedades pero, hasta ahora, halimitado a pequeños volúmenes y procedimientos altamente invasivos debido a la intensa dispersión de luz por la piel y el cráneo.
"La visualización de la dinámica biológica en un entorno imperturbable, en las profundidades de un organismo vivo, es esencial para comprender la compleja biología de los organismos vivos y la progresión de las enfermedades", dijo el líder del equipo de investigación Daniel Razansky de la Universidad de Zurich y ETH Zurich, ambosen Suiza. "Nuestro estudio representa la primera vez que la microscopía de fluorescencia 3D se ha realizado de forma totalmente no invasiva a nivel de resolución capilar en un cerebro de ratón adulto, cubriendo efectivamente un campo de visión de aproximadamente 1 centímetro".
adentro Óptica , revista de la Optical Society OSA para la investigación de alto impacto, los investigadores describen su nueva técnica, que se llama imágenes de localización óptica difusa DOLI. Aprovecha lo que se conoce como el segundo infrarrojo cercano NIR-II ventana espectral de 1000 a 1700 nanómetros, que presenta menos dispersión.
"Permitir observaciones ópticas de alta resolución en tejidos vivos profundos representa un objetivo de larga data en el campo de las imágenes biomédicas", dijo Razansky. "La excelente resolución de DOLI para observaciones ópticas de tejidos profundos puede proporcionar información funcional en el cerebro, convirtiéndolo en unplataforma prometedora para el estudio de la actividad neuronal, la microcirculación, el acoplamiento neurovascular y la neurodegeneración ".
logrando mayor profundidad
Para la nueva técnica, los investigadores inyectan por vía intravenosa a un ratón vivo microgotas fluorescentes a una concentración que crea una distribución dispersa en el torrente sanguíneo. El seguimiento de estos objetivos que fluyen permite la reconstrucción de un mapa de alta resolución de la microvasculatura cerebral profunda en el ratón.cerebro.
"El método elimina la dispersión de la luz de fondo y se realiza con el cuero cabelludo y el cráneo intactos", dijo Razansky. Curiosamente, también observamos una fuerte dependencia del tamaño del punto registrado por la cámara de la profundidad de la microgotita en el cerebro, lo que permitió la profundidad.imagen resuelta. "
El nuevo enfoque se beneficia de la reciente introducción de cámaras infrarrojas de onda corta altamente eficientes basadas en sensores InGaAs. Otro componente clave fue el uso de agentes de contraste novedosos que exhiben fuertes respuestas de fluorescencia en la ventana NIR-II, como el sulfuro de plomo Puntos cuánticos basados en PbS.
imágenes nítidas y claras
Los investigadores primero probaron la nueva técnica en modelos sintéticos de tejido conocidos como fantasmas tisulares que imitan las propiedades promedio del tejido cerebral, demostrando que podían adquirir imágenes de resolución microscópica a profundidades de hasta 4 milímetros en tejidos ópticamente opacos. Luego realizaron DOLI enratones vivos donde la microvasculatura cerebral, así como la velocidad y dirección del flujo sanguíneo, se pueden visualizar de forma totalmente no invasiva.
Los investigadores están trabajando para optimizar la precisión en las tres dimensiones para mejorar la resolución de DOLI. También están desarrollando agentes fluorescentes mejorados que son más pequeños, tienen una intensidad de fluorescencia más fuerte y son más estables in vivo. Esto aumentará significativamente el rendimiento de DOLI en términos deseñal alcanzable al ruido y profundidad de imagen.
"Esperamos que DOLI emerja como un enfoque poderoso para la obtención de imágenes de fluorescencia de organismos vivos en regímenes de resolución y profundidad previamente inaccesibles", dijo Razansky. "Esto mejorará en gran medida la aplicabilidad in vivo de las técnicas de microscopía de fluorescencia y tomografía".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :