Un nuevo sistema de microscopio óptico llamado SIFOM Microscopía óptica funcional basada en estimulación e imagen puede estimular múltiples células simultáneamente mediante un método holográfico y monitorear la actividad celular después de la estimulación usando mediciones 3D tridimensionales basadas en holografía de fluorescencia. Este sistematiene aplicaciones potenciales como herramienta para la reconstrucción de vías nerviosas perdidas, la construcción de redes neuronales artificiales y el desarrollo de recursos alimentarios. El concepto de SIFOM y la verificación de factibilidad se publicaron el 1 de noviembre en Carta óptica, una de las principales revistas del campo de la investigación en óptica y fotónica.
Hasta ahora, se han desarrollado muchas microscopías ópticas como microscopía de contraste de fase, microscopía de fluorescencia, microscopía de fotones múltiples y microscopía de fluorescencia superresuelta. Los recientes avances en tecnología óptica han permitido a los científicos visualizar la estructura ultrafina de las células y sus funcionesincluso in vitro e in vivo. Ahora podemos usar la luz para manipular la actividad celular como en la optogenética mediante el uso de canaldodopsina u otras proteínas relacionadas. Sin embargo, la presente estimulación de la luz basada en optogenética utilizada para manipular la actividad celular es demasiado simple, utilizando una exposición uniforme porLED o a través de fibras ópticas, por lo que solo es posible un bajo nivel de manipulación celular.
Este estudio propone un nuevo sistema de microscopio óptico llamado SIFOM. El SIFOM consta de dos subfunciones: observación 3D de células y estimulación 3D de células basadas en holografía digital. Este es el primer microscopio equipado con tecnología que puede transportar simultáneamenteObserva la estimulación y la observación en 3D, y tiene aplicaciones potenciales como una herramienta innovadora en las ciencias de la vida. Al usar la fotografía sin escaneo de alta velocidad, esta tecnología nos permite obtener información sobre múltiples eventos que ocurren en el espacio 3D en un período de tiempo muy corto.
Como un experimento de verificación, el equipo utilizó células de cáncer de pulmón y cuentas fluorescentes de aproximadamente 10 micrómetros de tamaño. Registraron un holograma fluorescente en un estado desenfocado desde la posición focal en la dirección de profundidad y lograron la reconstrucción tanto de las células como de las fluorescentes.rosario.
El estudio fue llevado a cabo por un equipo de investigación colaborativo interdisciplinario de varias instituciones dirigido por el profesor Hiroaki Wake Universidad de Kobe, Escuela de Graduados de Medicina y el Profesor Osamu Matoba Universidad de Kobe, Escuela de Graduados de Informática del Sistema en colaboración con el Profesor Yasuhiro AwatsujiInstituto de Tecnología de Kioto, Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y Profesor Yoshio Hayasaki Universidad de Utsunomiya, Centro de Investigación y Educación Óptica.
Durante el experimento de verificación, pudieron observar la estimulación de luz para un máximo de cinco células a la vez. El número máximo de células estimuladas se determina principalmente porque no hay suficiente potencia de luz para la estimulación. En el espacio 2D bidimensional, se espera que la estimulación de luz simultánea sea posible para más de 100 células, y en el futuro, el equipo apunta a expandir la profundidad de estimulación a unos pocos cientos de micrómetros utilizando la estimulación de dos fotones.
Para observar las células vivas, hay un límite en el poder de la fluorescencia para evitar dañar las células, por lo que se requieren mediciones de alta sensibilidad. El equipo tiene como objetivo superar estos problemas y preparar el nuevo sistema de microscopía óptica para su uso práctico.El profesor Matoba comenta: "Tenemos una subvención de investigación de JST CREST Número de subvención JPMJCR1755, Japón, para fabricar un SIFOM y luego aplicarlo a un mayor desarrollo de la neurociencia. Colaboraremos con empresas para introducir el nuevo microscopio óptico en el mercado comercial".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kobe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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