Створио једноставан начин за добијање висококвалитетних 3Д слика живих ћелија

„Оптичка микроскопија је била незаменљив алат за проучавање тродимензионалних комплексних биолошких

система и процеса“, објашњава Шенг Сјао, чланистраживачка група са Универзитета у Бостону. „Међутим, наша нова техника мултифокуса омогућава нам да посматрамо живе ћелије и организме великом брзином и великим контрастом.

Главна карактеристика нове методе једа се овај приступ може једноставно додати већини постојећих система и лако поновити. Ово ће развој учинити доступним другим истраживачима.

Снимање слика са више фокуса

Стандардни микроскопски системи засновани на камеридобити јасне слике у једној фокусној равни. Иако су истраживачи испробали различите стратегије за истовремено стицање слика са различитим дубинама фокуса, ови приступи обично захтевају употребу више камера. Или, на пример, коришћењем наменског дифрактивног оптичког сепарационог елемента (ДОЕ) за стварање слике помоћу једне камере. Обе стратегије су сложене, а ДОЕ уопште није лак.

Дифракцијски оптички елементи&нбсп; -- Овооптичке подлоге са амплитудном и/или фазном дифракционом структуром на једној од површина, израчунате помоћу рачунара и произведене прецизном ласерском или електронском литографијом.

Научници су користили призму са разделником з-зрака.Може се у потпуности саставити од стандардних компоненти и лако се може применити на различите модалитете снимања. На пример, са флуоресценцијом, фазноконтрастном микроскопом или сликањем тамног поља.

Призма раздваја откривену светлост заистовремено снимање неколико слика у једном оквиру камере. Свака слика у узорку фокусира се на различитој дубини. Коришћење камере велике брзине са великом површином сензора и великим бројем пиксела омогућило је истраживачима да дистрибуирају више слика високе резолуције на једном сензору.

Мултифокалне слике добијене помоћунове технике омогућавају прецизније процењивање дефокусиране позадине узорка него што се то може урадити на једној слици. Истраживачи су користили ове информације за развој побољшаног алгоритма за уклањање 3Д замућења. Уклања дефокусирану позадинску светлост, што је често проблем код микроскопије са широким углом.

„Наш напредни алгоритам уклањања замућења3Д слика потискује позадину која је далеко од фокуса из извора изван јачине слике, објашњава Ксиао. „Ово побољшава контраст слике и однос сигнал-шум, што алгоритам чини посебно корисним за флуоресцентно сликање помоћу дебелих узорака.“

Доказана свестраност

Истраживачи су демонстрирали нову технику сакористећи широко коришћене методе микроскопије. Направили су 3Д слике са великим видним пољем, обухватајући стотине неурона или читаве организме који се слободно крећу. Стручњаци су такође направили 3Д слике брзих цилија велике брзине које се померају сваке стотине секунде. Овај експеримент је јасно показао могућности нове методе за добијање висококвалитетних тродимензионалних слика.

Да демонстрирају могућности напредних3Д алгоритам уклањања замућења, истраживачи су визуализовали разне дебеле узорке, укључујући мозак живог миша. Приметили су значајна побољшања у контрасту и односу сигнал-шум. Истраживачи тренутно раде на проширењу ове технике како би могла да ради са још више техника снимања.

Прочитајте такође

Годишња мисија на Арктику је завршена и подаци су разочаравајући. Шта чека човечанство?

Трећег дана болести, већина пацијената са ЦОВИД-19 губи смрад и често пате од цурења из носа

Научници су открили зашто су деца најопаснији преносиоци ЦОВИД-19