Los ingenieros eléctricos de la Universidad de California en San Diego desarrollaron una tecnología que mejora la resolución de un microscopio óptico ordinario para que pueda usarse para observar directamente estructuras y detalles más finos en células vivas.
La tecnología convierte un microscopio de luz convencional en lo que se llama un microscopio de superresolución. Se trata de un material especialmente diseñado que acorta la longitud de onda de la luz a medida que ilumina la muestra; esta luz reducida es lo que esencialmente permite al microscopio obtener imágenes más altas.resolución.
"Este material convierte la luz de baja resolución en luz de alta resolución", dijo Zhaowei Liu, profesor de ingeniería eléctrica e informática en UC San Diego. "Es muy simple y fácil de usar. Simplemente coloque una muestra en el material, luego coloquetodo bajo un microscopio normal, sin necesidad de modificaciones sofisticadas ".
El trabajo, que fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza , supera una gran limitación de los microscopios de luz convencionales: baja resolución. Los microscopios de luz son útiles para obtener imágenes de células vivas, pero no se pueden usar para ver nada más pequeño. Los microscopios de luz convencionales tienen un límite de resolución de 200 nanómetros, lo que significa que cualquier objeto más cercanoque esta distancia no se observará como objetos separados. Y aunque existen herramientas más poderosas, como los microscopios electrónicos, que tienen la resolución para ver estructuras subcelulares, no se pueden usar para obtener imágenes de células vivas porque las muestras deben colocarse dentrouna cámara de vacío.
"El mayor desafío es encontrar una tecnología que tenga una resolución muy alta y que también sea segura para las células vivas", dijo Liu.
La tecnología que desarrolló el equipo de Liu combina ambas características. Con ella, se puede usar un microscopio óptico convencional para obtener imágenes de estructuras subcelulares en vivo con una resolución de hasta 40 nanómetros.
La tecnología consiste en un portaobjetos de microscopio que está recubierto con un tipo de material que contrae la luz llamado metamaterial hiperbólico. Está compuesto por capas alternas de nanómetros delgadas de plata y vidrio de sílice. A medida que la luz pasa, sus longitudes de onda se acortan y se dispersanpara generar una serie de patrones moteados aleatorios de alta resolución. Cuando se monta una muestra en la diapositiva, esta serie de patrones de luz moteada la ilumina de diferentes formas. Esto crea una serie de imágenes de baja resolución, que se capturan y luegoensamblados por un algoritmo de reconstrucción para producir una imagen de alta resolución.
Los investigadores probaron su tecnología con un microscopio invertido comercial. Pudieron obtener imágenes de características finas, como filamentos de actina, en células Cos-7 marcadas con fluorescencia, características que no son claramente discernibles usando solo el microscopio. La tecnología tambiénpermitió a los investigadores distinguir claramente pequeñas perlas fluorescentes y puntos cuánticos que estaban espaciados entre 40 y 80 nanómetros
La tecnología de súper resolución tiene un gran potencial para el funcionamiento a alta velocidad, dijeron los investigadores. Su objetivo es incorporar alta velocidad, súper resolución y baja fototoxicidad en un sistema para imágenes de células vivas.
El equipo de Liu ahora está expandiendo la tecnología para hacer imágenes de alta resolución en un espacio tridimensional. Este artículo actual muestra que la tecnología puede producir imágenes de alta resolución en un plano bidimensional. El equipo de Liu publicó anteriormente un artículo que muestra que esta tecnología estambién capaces de obtener imágenes con una resolución axial ultra alta aproximadamente 2 nanómetros. Ahora están trabajando para combinar los dos.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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