Pueden hacer visibles pequeñas estructuras celulares: los microscopios de luz de vanguardia ofrecen resoluciones de unas pocas décimas de nanómetro; en otras palabras, una millonésima parte de un milímetro. Hasta ahora, los microscopios de superresolución eran mucho más lentos que los métodos convencionales,porque se tuvieron que registrar datos de imágenes más o más finos. Junto con socios de Jena, los investigadores de la Universidad de Bielefeld han desarrollado aún más el proceso de súper resolución SR-SIM. Los académicos muestran que SR-SIM también es posible en tiempo real ytasa de imagen muy alta, y por lo tanto adecuada para observar movimientos de partículas de células muy pequeñas, por ejemplo. Sus hallazgos se han publicado hoy 20 de septiembre en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"Esto es lo que hace que este tipo de microscopía sea realmente útil para aplicaciones en biología o medicina. El problema hasta ahora es que los microscopios que ofrecen una resolución suficientemente alta no pueden mostrar información a la velocidad correspondiente", dice el profesor Dr. Thomas Huser, quien dirige elGrupo de Trabajo de Física Biomolecular en la Universidad de Bielefeld. El proyecto SR-SIM está financiado por la Fundación Alemana de Investigación DFG y la Unión Europea a través de las acciones Marie Sk? Odowska-Curie.
SR-SIM significa "microscopía de iluminación estructurada de súper resolución" y es un procedimiento de microscopía de fluorescencia. Los objetos se irradian con luz láser. Esta luz excita moléculas fluorescentes especiales en la muestra para que reemitan la luz a una longitud de onda diferente.La imagen microscópica muestra la luz reemitida. "A diferencia de otros métodos convencionales de microscopía de fluorescencia, SR-SIM no ilumina las muestras de manera uniforme, sino con un patrón fino similar a una cuadrícula. Esta tecnología especial permite una resolución mucho mayor"..
El procedimiento consta de dos pasos: la luz reemitida por el espécimen se registra primero en varias imágenes individuales. La imagen final se reconstruye en una computadora a partir de estos datos en bruto ". El segundo paso, en particular, ha costado ungran cantidad de tiempo hasta ahora ", dice Andreas Markwirth, también miembro del Grupo de Trabajo de Física Biomolecular de la Universidad de Bielefeld y autor principal del estudio. Por lo tanto, los investigadores de Bielefeld trabajaron junto con el profesor Dr. Rainer Heintzmann del Instituto de Tecnologías Fotónicas de Leibniz y FriedrichLa Universidad de Schiller en Jena para acelerar el proceso. El microscopio ahora está diseñado para generar los datos en bruto más rápido. Además, la reconstrucción de imágenes lleva mucho menos tiempo gracias al uso del procesamiento paralelo de la computadora en las tarjetas gráficas modernas.
Para su estudio, los investigadores probaron el nuevo método en células biológicas y registraron los movimientos de mitocondrias, orgánulos celulares de aproximadamente un micrómetro de tamaño ". Hemos podido producir aproximadamente 60 fotogramas por segundo, una velocidad de fotogramas más alta que el cinepelículas. El tiempo entre la medición y la imagen es inferior a 250 milisegundos, por lo que la tecnología permite la grabación en tiempo real ", dice Markwirth.
Hasta ahora, los métodos de superresolución a menudo se han combinado con métodos convencionales: se usa un microscopio rápido convencional para encontrar primero las estructuras. Estas estructuras se pueden examinar en detalle usando un microscopio de súper resolución ". Sin embargo, algunas estructuras sontan pequeños que no se pueden encontrar con microscopios convencionales, por ejemplo, poros específicos en las células hepáticas. Nuestro método es de alta resolución y rápido, lo que permite a los biólogos explorar tales estructuras ", dice Huser. Otra aplicación para el nuevo microscopio es el estudiode partículas virales en su camino a través de la célula. "Esto nos permite comprender exactamente qué sucede durante los procesos de infección", dice Huser. Espera que el microscopio se use para tales estudios en la Universidad de Bielefeld durante el próximo año.
Los microscopios de súper resolución solo han existido durante aproximadamente 20 años. En 1873, Ernst Abbe descubrió que la resolución de un sistema óptico para la luz visible se limita a unos 250 nanómetros. Sin embargo, en los últimos años, se han utilizado varios métodos ópticos.desarrollado para romper lo que se conoce como la barrera de difracción de Abbe. En 2014, William E. Moerner y Eric Betzig, ambos de EE. UU., así como Stefan Hell de Alemania, recibieron el Premio Nobel de Química por desarrollar una súper resolución en elrango de aproximadamente 20 a 30 nanómetros.
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Materiales proporcionado por Universidad de Bielefeld . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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