Una técnica recientemente propuesta permite la adquisición rápida de imágenes en 3D. One-scan es una técnica que involucra un punto de luz alargado que se asemeja a una «aguja» que captura imágenes tridimensionales (3D) de una muestra.
El nuevo método, que fue desarrollado por investigadores de la Universidad de Tohoku y la Universidad de Osaka, puede tomar rápidamente imágenes en 3D sin mover el plano de observación, algo necesario en los microscopios de escaneo láser convencionales.
La microscopía óptica es omnipresente y vital para varios campos, incluidas las ciencias de la vida y el diagnóstico médico. Dado que muchas células o tejidos biológicos son estructuralmente complejos, la observación en 3D es crucial. La microscopía de escaneo láser es un enfoque representativo y bien establecido que permite la observación en 3D al escanear un punto focal en la muestra. Un problema importante es su procedimiento lento porque implica la adquisición repetida de imágenes 2D que requiere cambiar el plano de observación.
Los investigadores utilizaron un punto láser alargado a lo largo de la dirección axial, denominado «aguja de luz», como iluminación en microscopía de escaneo láser. En general, el uso de una aguja tan ligera es un enfoque común que produce imágenes de enfoque profundo que capturan el rango de profundidad ampliado de las muestras sin que se vean borrosas. Sin embargo, este enfoque solo proporciona una imagen 2D, que no incluye ninguna información de profundidad de un espécimen.
La solución propuesta por los investigadores fue manipular las señales de fluorescencia emitidas por las muestras a través de una técnica basada en la holografía generada por computadora (CGH). Idearon un holograma para aplicar a la fluorescencia emitida desde diferentes posiciones de profundidad dentro de la muestra. Este holograma fue diseñado para producir imágenes desplazadas lateralmente y espacialmente separadas en el plano del detector dependiendo de la posición de profundidad de los objetos. Con esta técnica, la información de profundidad se puede registrar como información lateral simultáneamente, lo que permite construir imágenes en 3D sin cambiar el plano de observación.
Usando este principio, los investigadores desarrollaron un sistema de microscopio equipado con un modulador de luz espacial, un aparato controlado por computadora para proyectar el CGH. El sistema de microscopio desarrollado construyó una imagen 3D a partir de un solo escaneo 2D de una aguja de luz para el rango de profundidad de 20 micrones. Este sistema grabó películas en 3D de movimientos dinámicos de microesferas suspendidas en agua, algo que rara vez se logra con los microscopios de escaneo láser existentes.
Los investigadores también demostraron la rápida adquisición de imágenes en 3D para muestras biológicas gruesas con una velocidad más de diez veces mayor que la técnica convencional. La técnica propuesta acelerará notablemente la adquisición de imágenes en diversos campos industriales y de investigación, donde la observación y evaluación de imágenes 3D son fundamentales. Los investigadores ahora planean extender aún más la aplicabilidad del método propuesto a sistemas reducidos, apuntando a su uso en aplicaciones prácticas.
La investigación fue publicada en Expreso de óptica biomédica.
Un nuevo microscopio permite imágenes ópticas adaptativas 3D de alto rendimiento
Yuichi Kozawa et al, microscopía de aguja de luz de ingeniería de frente de onda para imágenes volumétricas rápidas resueltas axialmente, Expreso de óptica biomédica (2022). DOI: 10.1364/BOE.449329
Citación: Las ondas de luz diseñadas permiten la grabación rápida de imágenes de microscopio 3D (8 de marzo de 2022) recuperado el 8 de marzo de 2022 de https://phys.org/news/2022-03-enable-rapid-3d-microscope-images.html
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