Gracias al advenimiento de los microscopios de súper resolución hace unos 30 años, los científicos pueden observar estructuras subcelulares, proteínas y tejidos vivos con una precisión sin precedentes. Estos microscopios funcionan midiendo la luz fluorescente que algunos compuestos emiten de forma natural o la luz emitida por fluoróforos artificialesy al explotar varias propiedades cuánticas del fluoróforo, puede ofrecer una resolución más pequeña que la impuesta por el límite de difracción. Un problema es que la calidad de la imagen varía considerablemente con el instrumento particular que se utiliza y su configuración, como la potencia del láseres y cómo se alinean los componentes individuales, así como con las propiedades de la muestra que se está estudiando.
Un equipo de científicos del Laboratorio de Biología Nanoescala de EPFL, encabezado por Aleksandra Radenovic en la Escuela de Ingeniería, ha desarrollado un algoritmo que puede estimar la resolución de un microscopio en solo unos segundos en función de una sola imagen. El resultado del algoritmo indica qué tan de cercaun microscopio está funcionando a su máximo potencial. Esto podría ser particularmente útil para los microscopios automáticos que han comenzado a aparecer en los laboratorios de investigación. Los hallazgos del equipo se acaban de publicar en Métodos de la naturaleza .
una sola imagen
Los científicos utilizaron la transformación de Fourier como base para su algoritmo, pero la modificaron para extraer la mayor cantidad de información posible de una sola imagen.
Los resultados indican qué tan cerca está funcionando un microscopio a su máximo potencial. El algoritmo realiza el cálculo en solo unos segundos y genera un solo número ". Los investigadores pueden comparar este número con la resolución máxima posible del microscopio para ver si el instrumento puedetrabajar aún mejor o modificar las condiciones experimentales y observar cómo evoluciona la resolución ", dice Adrien Descloux, autor principal del estudio.
El algoritmo se puede usar con cualquier tipo de modalidad de imagen, incluidos los modelos de súper resolución. "Nuestra técnica es particularmente prometedora para la generación emergente de microscopios automáticos, donde una computadora ajusta todas sus configuraciones", dice Radenovic. El algoritmo de su laboratorio esel primero en permitir a los investigadores estimar la resolución de un microscopio a partir de una sola imagen. Anteriormente, se necesitaban dos imágenes y los resultados estaban sujetos a una gran incertidumbre si las imágenes no se procesaban correctamente.
Para que su descubrimiento se pueda utilizar a gran escala, el algoritmo se ha puesto a disposición como un complemento de imagen de código abierto. Los investigadores pueden descargar la herramienta y obtener directamente la estimación del algoritmo, mostrándoles qué tan cerca está funcionando su microscopio a suresolución máxima ". Nuestro algoritmo es universal. Y debido a que solo se necesita una imagen, es particularmente adecuado para la optimización rápida de las condiciones de imagen, lo cual es un desafío cuando se observan procesos dinámicos. Además, el método puede aplicarse en el procesamiento de imágenes, como retroalimentaciónpara la optimización de los algoritmos avanzados de reconstrucción de imágenes ", concluye Descloux.
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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