Después de haber seleccionado las ondas de luz adecuadas, los investigadores del Centro de Espectroscopía Molecular y Dinámica, dentro del Instituto de Ciencias Básicas SII han demostrado una mejora de más de 10 veces en la entrega de energía de la luz a objetivos que están demasiado profundamente integrados para visualizar conimagen óptica actual. Capaz de visualizar a través de un cráneo de ratón joven en el laboratorio, esta técnica no invasiva no causa ningún daño a los tejidos y no necesita inyecciones de moléculas fluorescentes para etiquetar el objetivo. Publicado en Fotónica de la naturaleza , este trabajo podría sentar las bases para experimentos in vivo que usan luz en imágenes biomédicas, optogenética, tratamiento de tumores y para recargar dispositivos médicos implantados.
Al ingresar a un entorno complejo y opaco como un cuerpo humano o animal, la trayectoria de la luz se desvía por todos los componentes que encuentra en su camino. Por esta razón, solo una pequeña fracción de ondas de luz que se propagan dentro de los tejidos biológicos puede alcanzar el objetivo deseado, mientras que la mayoría está dispersa y se difunde aleatoriamente. Esta dispersión de ondas múltiples dificulta la mayoría de las aplicaciones de imágenes ópticas para muestras biológicas profundas. Los científicos del SII encontraron una estrategia para maximizar la intensidad de las ondas que interactúan con el objetivo sobre las ondas que no lo hacen, lo que dependeen el tiempo que tardan las olas en llegar al objetivo y ser reflejadas hacia atrás.
Después de haber verificado que las predicciones teóricas y los experimentos coincidían, los científicos del SII aplicaron la técnica a un cráneo de ratón joven de 340 μm de grosor. Colocaron uno o diez discos de plata debajo del cráneo como objetivos y los sumergieron en un suero biológico que simulacondiciones de tejido vivo. La nueva técnica, que registra solo las ondas que alcanzaron el objetivo, funcionó mejor que la acumulación colectiva de microscopía de dispersión única CASS.
"Las imágenes ópticas generalmente pueden funcionar a la profundidad de 1 camino libre medio de transporte; aproximadamente 1 mm de tejido biológico. Nuestra técnica profundiza en el tejido, a casi el doble de profundidad", detalla Seungwon Jeong.
Si bien los estudios anteriores han analizado objetivos fuera de los entornos opacos, este estudio lo llevó mucho más lejos al colocar el objetivo en fluidos biológicos. El objetivo debe reflejar la luz de manera más eficiente que su entorno. Por ejemplo, los científicos sugieren que la técnicapodría utilizarse para visualizar la mielina, la capa de lípidos que envuelve las neuronas y garantiza la transmisión rápida de señales eléctricas, ya que tiene un índice de refracción mayor que las neuronas que rodea. El equipo espera aplicar este método a las células nerviosas, la médula ósea ytejido cerebral de animales y humanos vivos.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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