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Tecniche di biofotonica

La biofotonica è definita come lo studio sulle celle, sui tessuti e sulle particelle biologici con l'uso di indicatore luminoso nell'intervallo visibile e quasi-visibile. svolgono un ruolo principale nel miglioramento della rappresentazione e le procedure terapeutiche che sono fissate comunemente per gli scopi clinici, compreso gli avanzamenti in laser, nelle ottica e nei rivelatori della fluorescenza. Ci sono parecchie tecniche primarie utilizzate nello studio biophotonic.

Coerente anti-Rifornisce lo scattering di Raman

Coerente anti-Rifornisce Raman che lo scattering (CARS) è un metodo ottico di mescolanza dei multiphotons per la spettroscopia e la microscopia chimica distinta senza capitalizzazione di energia all'interno della molecola. È un metodo non invadente, non distruttivo e contrassegno contrassegno che fornisce la rappresentazione vibratoria l'alta sensibilità, l'alta velocità e la risoluzione spaziale 3-D.

Presenta il vantaggio del photodamage diminuito dovuto il trasferimento di energia trascurabile. Offre l'abilità 3-D intrinseca della rappresentazione del video e della segmentazione a causa della sua natura non sequenziale, che è di importanza suprema nel campo dell'istologia e della biologia cellulare. Un altro vantaggio delle AUTOMOBILI è l'assenza di interruzione della fluorescenza.

È utilizzato nella rappresentazione delle celle viventi e ex vivo dei tessuti (per esempio, DNA, dei lipidi e delle proteine) con i contrasti vibratorii vari.

Microscopia piana obliqua

La microscopia piana obliqua (OPM) è un metodo microscopico della lamiera sottile leggera che comprende un singolo, alto microscopio dell'apertura diaframma numerica per illuminare un piano obliquo del campione e della raccolta della fluorescenza dall'aereo illuminato. L'ottica di correzione è collocata fra il microscopio principale e l'unità ad accoppiamento di carica della macchina fotografica, per ottenere l'immagine dell'aereo inclinato sull'esemplare.

La tecnica di OPM può applicarsi con un microscopio convenzionale agli esemplari di immagine montati sulle lamelle e sulle capsule di Petri del tessuto o alle lastre grosse con molto in basso photobleaching e fototossicità. Ciò può anche essere gestita ad alta velocità mentre l'immagine ottenuta otticamente è sezionata in assenza delle parti mobili.

Microscopia di rappresentazione di vita di fluorescenza

La rappresentazione di vita della fluorescenza (FLIM) è un metodo che funziona basato per principio di vita della fluorescenza (tempo richiesto da un fluorophore per ritornare al suo stato fondamentale dallo stato eccitato). FLIM è usato per rappresentare la dispersione spaziale vita delle molecole' nello stato eccitato all'interno delle immagini microscopiche. Il sistema di FLIM è eseguito in due domini: frequenza e tempo.

Le informazioni di vita della fluorescenza sono utilizzate nella percezione locale dell'ambiente, nella rilevazione delle interazioni molecolari, nella rilevazione dei cambiamenti conformazionali, nella distinzione dei contrassegni di multiplo o della rimozione di sfondo, nella caratterizzazione del tessuto dalla fluorescenza automatica e nella caratterizzazione e nel controllo di qualità di nuovi materiali.

Microscopia confocale

La microscopia confocale è un metodo ottico convenzionale della rappresentazione che ha migliorato la risoluzione laterale ed assiale e la capacità della rappresentazione distinta confrontate a microscopia di FLIM. Ciò è raggiunta dall'eliminazione della fluorescenza sparsa introducendo un foro di spillo o una combinazione dello schermo in questo metodo. Il fuoco dell'obiettivo è reso coniugato con il foro di spillo e, pertanto, è definito come foro di spillo confocale.

La microscopia confocale è utilizzata nella rappresentazione di alto livello dei campioni biologici densi (in vivo tessuti, senza asportazione, fissazione e dividere dei tessuti).

Immunofluorescenza delle celle multiple del tumore sviluppate nella cultura del tessuto per ricerca sul cancro e visualizzate via microscopia confocale. © DrimaFilm/Shutterstock.com

Microscopia di Multiphoton

La microscopia di Multiphoton (MPM) è una tecnica di rappresentazione non lineare usata per ottenere dell'l'informazione esatta livella del micron dal tessuto non trattato attraverso le emissioni prodotte dai tessuti intrinsechi stimolati. Il principio di funzionamento di MPM è basato sull'assorbimento istantaneo di due fotoni di incidente da una sorgente di laser infrarossa pulsata. In questo metodo, l'eccitazione è limitata ad un fuoco minuscolo con conseguente segmentazione ottica priore senza la necessità dell'apertura diaframma confocale.

MPM è usato come un sostituto per microscopia confocale dovuto i sui vantaggi della rappresentazione penetrata profonda, con il photodamage diminuito e photobleaching ed è considerato di sviluppare in vivo il trattamento della rappresentazione.

Rappresentazione molecolare mirata a

La tecnica di rappresentazione molecolare dell'obiettivo comprende analizzare dei i trattamenti biologici livelli del micron usando in vivo i metodi. Il trattamento comprende l'uso degli agenti di contrasto dell'obiettivo (sostanze che migliorano la visibilità interna delle strutture biologiche) che sono individuate facendo uso delle modalità della rappresentazione e dell'identificazione ottiche degli obiettivi sulle celle o sui tessuti. Questo metodo è usato per analizzare la forma ed il ruolo del sistema molecolare generando l'incidente dei segnali dalle molecole. Di conseguenza, l'immagine prodotta descrive la distribuzione spaziale 3-D delle molecole mirate a nel tessuto, specifica i dati diagnostici al livello molecolare e mostra i beni funzionali delle cellule.

La tecnica è utilizzata negli studi dell'oncologia per i sistemi diagnostici delle malignità, la scoperta della malattia metastatica, la rilevazione dei tumori, la determinazione degli obiettivi del trattamento e la stima dell'efficacia del trattamento.

Tomografia ottica della proiezione

La tomografia ottica della proiezione (OPT) è un metodo messo a punto per la rappresentazione 3-D degli esemplari biologici minuscoli nell'intervallo mesoscopic. Qui, gli esemplari si aggiungono nei liquidi di corrispondenza di indice di rifrazione e sono girati ad una serie angolare. Poi, le immagini sono catturate per ogni posizione angolare da una telecamera CCD e da un ricalcolata come immagine 3-D del campione da software.

L'OPT presenta il vantaggio di rilevazione delle tinture fluorescenti e colorate che sono stabilite per il gene o la macchiatura tessuto-specifica per la rappresentazione delle forme 3-D degli organi e dei tessuti quale ripristino degli embrioni vertebrati e l'osservazione dell'anatomia 3-D degli organi.

Sorgenti

  1. http://www.imperial.ac.uk/photonics/research/biophotonics-group/instruments-and-software/oblique-plane-microscopy-opm/
  2. https://www.picoquant.com/images/uploads/page/files/7350/appnote_flim_overview.pdf
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3710661/
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16080268
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1571078/
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3640548/
  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4112132/
  8. http://biophotonics.illinois.edu/imaging-technology/imaging-techniques/targeted-molecular-imaging
  9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4892269/
  10. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12530403
  11. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3533597/
  12. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4206315/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12647867

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Last Updated: Feb 26, 2019

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