Nuovo metodo di imaging migliora l'analisi dei tessuti

Gli scienziati stanno sempre cercando modi migliori per vedere dentro i tessuti e le cellule senza usare coloranti dannosi o configurazioni complicate. Un nuovo metodo che hanno sviluppato si chiama Ptychografia Fourier tomografica tensoriale. Questa tecnica permette ai ricercatori di osservare Campioni Biologici in tre dimensioni senza dover spostare i campioni. Questo è importante per studiare cose come i tessuti muscolari e i campioni cardiaci.

#Come Funziona Questo Metodo

L'installazione per questo metodo di imaging utilizza un microscopio normale dotato di una fonte di luce speciale composta da luci LED disposte in una matrice. Questa luce è polarizzata circolarmente, il che significa che vibra in un modo specifico, e aiuta a raccogliere informazioni dettagliate sul campione in studio. Viene anche utilizzata una telecamera speciale in grado di rilevare la luce polarizzata per catturare le immagini.

Invece di vedere semplicemente quanta luce passa attraverso un campione, questo metodo misura anche come la luce cambia in base alla struttura del campione. La tecnica converte queste variazioni in informazioni sulle proprietà del campione, incluso come diverse parti del tessuto sono disposte.

#Importanza dell'Imaging Fase Quantitativa

L'Imaging Fase Quantitativa (QPI) è un metodo che aiuta i ricercatori a sapere di campioni biologici molto sottili e per lo più trasparenti. Poiché questi campioni non assorbono molta luce, il QPI può mostrare cambiamenti nel modo in cui la luce si muove attraverso di essi. Questo rende il metodo prezioso per gli scienziati che vogliono studiare cellule o tessuti vivi senza danneggiarli.

Col tempo, i ricercatori hanno capito che vedere caratteristiche aggiuntive, come la disposizione delle molecole in una cellula, può fornire maggiori informazioni su come funzionano le cellule. I microscopi sensibili alla polarizzazione possono essere utilizzati per studiare queste caratteristiche. Questi microscopi vengono in molte forme, e alcuni sono più facili da impostare di altri.

#Sfide nelle Tecniche di Imaging Attuali

Molti metodi di imaging attuali richiedono attrezzature complesse o comportano la scansione del campione, il che può richiedere tempo e può essere costoso. Anche se alcuni metodi usano laser, spesso necessitano di configurazioni precise che possono essere difficili da utilizzare in ambienti clinici. Altri metodi si basano sulla cattura di più immagini e poi sulla ricostruzione del campione utilizzando computer, e anche se questo è più economico, può essere complicato ottenere i risultati giusti.

Un altro problema è che alcuni campioni non sono solo lisci e uniformi; possono avere strutture complesse che cambiano il modo in cui la luce interagisce con loro. Anche se sono stati creati alcuni metodi avanzati, ci sono ancora poche tecniche in grado di catturare sia i dettagli delle informazioni di fase che la disposizione delle strutture in tre dimensioni.

#Il Nuovo Metodo Non Di Scansione

Per affrontare queste sfide, i ricercatori hanno proposto un nuovo metodo non di scansione chiamato Ptychografia Fourier tomografica tensoriale. Questo metodo utilizza i principi della diffrazione ottica per catturare immagini dettagliate senza movimenti meccanici. L'obiettivo è ottenere informazioni dettagliate sulla struttura interna di tessuti e cellule in modo semplice ed economico.

Questo metodo di imaging produce immagini in base a come la luce interagisce con il campione da diverse angolazioni, raccogliendo una grande quantità di informazioni da molte prospettive. Può quindi ricostruire la struttura interna del campione in un'immagine tridimensionale dettagliata.

#Utilizzo del Nuovo Metodo

I ricercatori hanno iniziato testando il metodo su vari obiettivi di calibrazione per assicurarsi che funzionasse correttamente. Poi lo hanno applicato a veri campioni biologici, come fibre muscolari e tessuti cardiaci. Nel caso delle fibre muscolari, il metodo ha catturato con precisione le loro minuscole strutture, permettendo misurazioni che corrispondevano bene ai risultati di metodi di imaging più tradizionali.

Per i campioni di tessuto cardiaco, il metodo è stato in grado di recuperare informazioni importanti che potrebbero aiutare nella diagnosi di condizioni come l'amiloidosi cardiaca, una malattia cardiaca grave.

#Risultati dai Campioni Biologici

Utilizzando la Ptychografia Fourier tomografica tensoriale, i ricercatori hanno ricostruito con successo immagini di diversi campioni.

#Microsfere di Polistirene

Uno dei primi test ha riguardato la cattura di immagini di microsfere di polistirene, che sono piccole particelle rotonde. I ricercatori hanno confrontato le immagini prese a diverse profondità per convalidare il metodo. Sono riusciti a mostrare come l'indice di rifrazione cambia all'interno di queste particelle.

#Granuli di Amido di Patata

Il metodo è stato applicato anche ai granuli di amido di patata, mostrando le loro strutture uniche. Diversi angoli di luce polarizzata hanno rivelato modelli a spirale nei campioni. Regolando il fuoco a varie profondità, i ricercatori sono riusciti a evidenziare la complessa disposizione dell'amido.

#Cristalli di Urato Monosodico

In un'altra prova, il team ha ricostruito l'orientamento dei cristalli di urato monosodico (MSU) a forma di ago, noti per causare infiammazione. Il metodo di imaging ha seguito con precisione l'orientamento di questi cristalli, confermando l'efficacia dell'approccio.

#Fibre Muscolari

I ricercatori si sono poi concentrati sulle fibre muscolari. Utilizzando il nuovo metodo, hanno catturato immagini dettagliate di una fibra muscolare, mostrando le sue strutture interne. I risultati hanno confermato che questo metodo può essere uno strumento potente per visualizzare l'organizzazione muscolare senza utilizzare tecniche dannose.

#Amiloidosi Cardiaca

Infine, la tecnica è stata utilizzata su un campione di tessuto cardiaco colpito da amiloidosi cardiaca. I metodi tradizionali richiedono di solito colorazioni e preparazioni elaborate, ma questa nuova tecnica ha permesso di eseguire imaging con meno elaborazioni. L'imaging ha fornito intuizioni sulla struttura del tessuto, che possono essere cruciali per una diagnosi precoce.

#Conclusione

La Ptychografia Fourier tomografica tensoriale offre un nuovo modo per visualizzare tessuti e cellule in tre dimensioni con dettagli straordinari. Questo metodo è non solo più facile da usare rispetto a complessi sistemi laser, ma fornisce anche informazioni importanti che possono portare a una migliore comprensione e diagnosi delle malattie. Con ulteriori sviluppi, questo metodo potrebbe diventare uno strumento essenziale sia nella ricerca che nelle impostazioni cliniche, consentendo studi più veloci e accurati dei campioni biologici.