"La microscopia ottica è stata uno strumento indispensabile per lo studio di complessi complessi
La principale caratteristica distintiva del nuovo metodo èche questo approccio può essere semplicemente aggiunto alla maggior parte dei sistemi esistenti e facilmente replicato. Ciò renderà lo sviluppo disponibile ad altri ricercatori.
Acquisizione di immagini multi-focus
Sistemi di microscopia standard basati su telecameraottenere immagini nitide su un piano focale. Sebbene i ricercatori abbiano provato diverse strategie per acquisire simultaneamente immagini con diverse profondità di fuoco, questi approcci di solito richiedono più telecamere. Oppure, ad esempio, utilizzando un elemento di separazione ottica diffrattivo (DOE) dedicato per creare un'immagine con una singola telecamera. Entrambe le strategie sono complesse e DOE non è affatto facile.
Gli elementi ottici di diffrazione sono substrati ottici con strutture di diffrazione di ampiezza e/o fase su una delle superfici, calcolate con l'aiuto di un computer e prodotte mediante laser di precisione o litografia a fascio di elettroni.
Gli scienziati hanno utilizzato un prisma con un divisore del fascio z, che può essere completamente assemblato da componenti standard e facilmente applicato a una varietà di tecniche di imaging.Ad esempio, la fluorescenza , la microscopia a contrasto di fase o l'imaging in campo scuro.
Il prisma separa la luce rilevata peracquisizione simultanea di più immagini in un fotogramma della telecamera. Ogni immagine del campione è focalizzata a una profondità diversa. L'uso di una telecamera ad alta velocità con un'ampia area del sensore e un gran numero di pixel ha consentito ai ricercatori di distribuire più immagini ad alta risoluzione su un singolo sensore.
Immagini multifocali ottenute connuove tecniche consentono di stimare lo sfondo sfocato di un campione in modo molto più accurato di quanto si possa fare con una singola immagine. I ricercatori hanno utilizzato queste informazioni per sviluppare un algoritmo di rimozione della sfocatura 3D migliorato. Elimina la luce di fondo sfocata, che spesso è un problema con la microscopia grandangolare.
"Il nostro algoritmo avanzato di rimozione della sfocaturaL'immagine 3D sopprime lo sfondo fuori fuoco proveniente da sorgenti esterne al volume dell'immagine, spiega Xiao. "Questo migliora sia il contrasto dell'immagine che il rapporto segnale-rumore, rendendo l'algoritmo particolarmente utile per l'imaging in fluorescenza utilizzando campioni spessi".
Comprovata versatilità
I ricercatori hanno dimostrato una nuova tecnica conutilizzando metodi di microscopia ampiamente utilizzati. Hanno realizzato immagini 3D con un ampio campo visivo, che comprende centinaia di neuroni o interi organismi che si muovono liberamente. Gli esperti hanno anche creato immagini 3D ad alta velocità delle ciglia rotifere, che si muovono ogni centesimo di secondo. Questo esperimento ha chiaramente dimostrato le possibilità di un nuovo metodo per ottenere immagini tridimensionali di alta qualità.
Per dimostrare le capacità di advancedAlgoritmo di rimozione della sfocatura 3D, i ricercatori hanno visualizzato vari campioni spessi, incluso il cervello di un topo vivente. Hanno notato miglioramenti significativi nel contrasto e nel rapporto segnale-rumore. I ricercatori stanno attualmente lavorando per estendere questa tecnica in modo che possa funzionare con ancora più tecniche di imaging.
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