Novo Método de Imagem Melhora Análise de Tecidos

Cientistas estão sempre buscando maneiras melhores de ver dentro de tecidos e células sem usar corantes prejudiciais ou montagens complicadas. Um novo método que eles desenvolveram se chama Tomografia Tensorial por Ptychografia de Fourier. Essa técnica permite que pesquisadores visualizem Amostras Biológicas em três dimensões sem mover as amostras. Isso é importante para estudar coisas como tecidos musculares e amostras do coração.

#Como Esse Método Funciona

A montagem desse método de imagem usa um microscópio normal que é equipado com uma fonte de luz especial feita de LEDs dispostos em uma matriz. Essa luz é polarizada circularmente, o que significa que vibra de uma maneira específica, e ajuda a coletar informações detalhadas sobre a amostra sendo estudada. Uma câmera especial que consegue detectar Luz Polarizada também é usada para capturar imagens.

Em vez de apenas ver quanto de luz passa por uma amostra, esse método também mede como a luz muda com base na estrutura do espécime. A técnica converte essas mudanças em informações sobre as propriedades da amostra, incluindo como diferentes partes do tecido estão organizadas.

#Importância da Imagem de Fase Quantitativa

A Imagem de Fase Quantitativa (QPI) é um método que ajuda pesquisadores a aprender sobre amostras biológicas muito finas e quase transparentes. Como essas amostras não absorvem muita luz, a QPI pode mostrar mudanças na maneira como a luz se move através delas. Isso é valioso para cientistas que querem estudar células ou tecidos vivos sem prejudicá-los.

Com o tempo, os pesquisadores perceberam que ver características adicionais, como a disposição de moléculas em uma célula, pode dar mais insights sobre como as células funcionam. Microscópios sensíveis à polarização podem ser usados para estudar essas características. Esses microscópios vêm em várias formas, e alguns são mais fáceis de montar do que outros.

#Desafios nas Técnicas de Imagem Atuais

Muitos métodos de imagem atuais exigem equipamentos complexos ou envolvem a digitalização da amostra, o que pode levar tempo e ser caro. Enquanto alguns métodos usam lasers, eles frequentemente precisam de montagens precisas que podem ser difíceis de usar em ambientes clínicos. Outros métodos dependem de capturar várias imagens e depois reconstruir a amostra usando computadores, e embora isso seja mais barato, pode ser complicado obter os resultados certos.

Outro problema é que algumas amostras não são apenas suaves e uniformes; elas podem ter estruturas complexas que mudam a forma como a luz interage com elas. Embora alguns métodos avançados tenham sido criados, ainda não existem muitas técnicas que consigam capturar tanto os detalhes das informações de fase quanto a organização das estruturas em três dimensões.

#O Novo Método Não-Scanner

Para enfrentar esses desafios, os pesquisadores propuseram um novo método não-scanner chamado Tomografia Tensorial por Ptychografia de Fourier. Esse método usa os princípios da difração óptica para capturar imagens detalhadas sem partes móveis. O objetivo é obter informações detalhadas sobre a estrutura interna de tecidos e células de uma maneira simples e econômica.

Esse método de imagem produz imagens com base em como a luz interage com a amostra em diferentes ângulos, coletando uma porção de informações de várias perspectivas. Depois, ele pode reconstruir a estrutura interna da amostra em uma imagem tridimensional detalhada.

#Usando o Novo Método

Os pesquisadores começaram testando o método em vários alvos de calibração para garantir que funcionasse corretamente. Em seguida, aplicaram-no a amostras biológicas reais, como fibras musculares e tecidos do coração. No caso das fibras musculares, o método capturou com precisão suas estruturas minúsculas, permitindo medições que combinaram bem com resultados de métodos de imagem mais tradicionais.

Para amostras de tecido cardíaco, o método conseguiu recuperar informações importantes que poderiam ajudar no diagnóstico de condições como a amiloidose cardíaca, uma doença cardíaca séria.

#Resultados de Amostras Biológicas

Usando a Tomografia Tensorial por Ptychografia de Fourier, os pesquisadores reconstruíram com sucesso imagens de muitas amostras diferentes.

#Microsferas de Poliestireno

Um dos primeiros testes envolveu capturar imagens de microsferas de poliestireno, que são pequenas partículas redondas. Os pesquisadores compararam as imagens tiradas em diferentes profundidades para validar o método. Eles conseguiram mostrar como o índice de refração muda dentro dessas partículas.

#Grãos de Amido de Batata

O método também foi aplicado a grãos de amido de batata, mostrando suas estruturas únicas. Ângulos diferentes de luz polarizada revelaram padrões espirais nas amostras. Ajustando o foco em várias profundidades, os pesquisadores puderam destacar a arrumação complexa do amido.

#Cristais de Urato Monossódico

Em outro teste, a equipe reconstruiu a orientação de cristais de urato monossódico (MSU) em forma de agulha, que são conhecidos por causar inflamação. O método de imagem seguiu com precisão a orientação desses cristais, confirmando a eficácia da abordagem.

#Fibras Musculares

Os pesquisadores então focaram em fibras musculares. Usando o novo método, capturaram imagens detalhadas de uma fibra muscular, mostrando suas estruturas internas. Os resultados confirmaram que esse método pode ser uma ferramenta poderosa para visualizar a organização muscular sem usar técnicas prejudiciais.

#Amiloidose Cardíaca

Por fim, a técnica foi usada em uma amostra de tecido cardíaco afetada por amiloidose cardíaca. Métodos tradicionais geralmente requerem coloração e preparações elaboradas, mas essa nova técnica permitiu imagens com menos processamento. A imagem forneceu insights sobre a estrutura do tecido, que podem ser cruciais para um diagnóstico precoce.

#Conclusão

A Tomografia Tensorial por Ptychografia de Fourier oferece uma nova maneira de visualizar tecidos e células em três dimensões com detalhes impressionantes. Esse método não só é mais fácil de usar do que sistemas complexos de laser, mas também fornece informações importantes que podem levar a uma melhor compreensão e diagnóstico de doenças. Com mais desenvolvimento, esse método pode se tornar uma ferramenta essencial tanto na pesquisa quanto em ambientes clínicos, permitindo estudos mais rápidos e precisos de amostras biológicas.