La capacidad de observar cómo funciona la vida a un nivel de nanoescala es un gran desafío de nuestro tiempo.
Los microscopios ópticos estándar pueden obtener imágenes de células y bacterias, pero no de sus características a nanoescala, que se ven borrosas por un efecto físico llamado difracción.
Los microscopios ópticos han evolucionado durante las últimas dos décadas para superar este límite de difracción; sin embargo, estas llamadas técnicas de superresolución suelen requerir procedimientos de imagen o instrumentación costosos y elaborados.
Ahora, los investigadores australianos del ARC Center of Excellence for Nanoscale BioPhotonics CNBP informan en Comunicaciones de la naturaleza una forma sencilla de eludir las limitaciones de difracción mediante herramientas de imágenes ópticas estándar.
Los autores principales, la Dra. Denitza Denkova y el Dr. Martin Ploschner, del nodo CNBP en la Universidad Macquarie, dicen: "Trabajar en estrecha colaboración con los biólogos nos ha inspirado a buscar una solución que pueda transformar la superresolución de un método de imágenes complejo y costoso en un método cotidiano.técnica de bioimagen ".
El Dr. Ploschner explica cómo funciona la técnica: "Hemos identificado un tipo particular de marcadores fluorescentes, las llamadas nanopartículas de conversión ascendente, que pueden entrar en un régimen en el que la luz emitida por las partículas crece abruptamente ¬- de una manera superlineal- al aumentar la intensidad de la luz de excitación. Nuestro descubrimiento clave es que si este efecto se aprovecha en las condiciones de imagen adecuadas, cualquier microscopio óptico de barrido estándar puede obtener imágenes espontáneamente con superresolución ".
"Si bien hemos optado por demostrar esta conversión ascendente de excitación-emisión superlineal uSEE en uno de los tipos de microscopios ópticos más comúnmente utilizados, un microscopio confocal, prácticamente cualquier tipo de microscopio de barrido o microscopio que implique variaciones en elLa intensidad de la iluminación puede beneficiarse de esta mejora espontánea de la resolución. "
La Dra. Denitza Denkova dice que el enfoque uSEE mejora la resolución más allá del límite de difracción simplemente reduciendo la intensidad de la iluminación.
"Nuestro enfoque funciona en la dirección opuesta a todos los demás métodos de superresolución existentes; cuanto menor es la potencia del láser, mejor es la resolución y menor es el riesgo de foto-daño a las bio-muestras", dice ella.
"Lo mejor de todo es que se puede lograr una superresolución sin modificaciones de configuración ni procesamiento de imágenes. Por lo tanto, este método tiene el potencial de ingresar a cualquier laboratorio biológico, prácticamente sin costo adicional".
"El valor de nuestro trabajo está en realizar la técnica, por primera vez, en un entorno biológico 3D, utilizando partículas biológicamente convenientes. Sugerimos una modificación de la composición de las nanopartículas y las condiciones de imagen, lo que desencadena la superposición espontánea-resolución para ocurrir bajo una configuración de microscopía prácticamente relevante. También desarrollamos un marco teórico que permite a los usuarios finales ajustar la composición de las partículas y las condiciones de imagen y lograr una superresolución en su propio entorno de laboratorio ".
"Nuestro trabajo permite a los microscopistas mirar de una manera nueva con sus herramientas existentes".
El líder del nodo CNBP en la Universidad Macquarie, el profesor James Piper AM, quien también es autor del artículo, dice que el concepto ha existido por un tiempo, pero su realización práctica fue difícil de alcanzar debido a la necesidad de combinar los distintos campos de investigación debiología, ciencia de los materiales, ingeniería óptica y física.
"CNBP ofreció una plataforma de reunión ideal para que científicos con experiencia diversa unieran fuerzas y llevaran la idea del tablero de dibujo a una herramienta práctica de imágenes", dice el profesor Piper.
Los científicos de CNBP afiliados a la Universidad Macquarie, la Universidad RMIT y la Universidad Griffith trabajaron en el proyecto.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Macquarie . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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