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Técnicas de Biophotonics

Biophotonics é definido como o estudo de pilhas, de tecidos, e de partículas biológicos com o uso da luz na escala visível e próximo-visível. Joga um maior protagonismo em melhorar a imagem lactente e os procedimentos terapêuticos que são ajustados geralmente para finalidades clínicas, incluindo avançam nos lasers, no sistema ótico, e nos detectores da fluorescência. Há diversas técnicas preliminares usadas no estudo biophotonic.

Coerente anti-Aviva a dispersão de Raman

Coerente anti-Aviva Raman que dispersar (CARS) é um método óptico de misturar multiphotons para a espectroscopia e a microscopia química distinta sem a acumulação de energia dentro da molécula. É um método não invasor, não-destrutivo, e etiqueta-livre que forneça a imagem lactente vibracional a sensibilidade alta, a velocidade alta, e a definição espacial 3-D.

Tem a vantagem do photodamage reduzido devido a transferência de energia insignificante. Oferece a capacidade 3-D intrínseca da imagem lactente da segmentação e do vídeo devido a sua natureza nonsequential, que é da importância suprema no campo da histologia e da biologia celular. Uma outra vantagem dos CARROS é a ausência de interrupção da fluorescência.

É usada na imagem lactente de pilhas vivas e ex vivo de tecidos (por exemplo, ADN, de lipidos, e de proteínas) com contrastes vibracionais variados.

Microscopia plana oblíqua

A microscopia plana oblíqua (OPM) é um método microscópico da folha clara que envolva um único, microscópio alto da abertura numérica para iluminar um plano oblíquo da amostra e da coleção da fluorescência do plano iluminado. O sistema ótico da correcção é colocado entre o microscópio principal e o dispositivo carga-acoplado da câmera, para obter a imagem do plano inclinado no espécime.

A técnica de OPM pode ser aplicada com um microscópio convencional aos espécimes da imagem montados em lamelas e em pratos de cultura do tecido ou às placas com muito baixo photobleaching e fototoxicidade. Isto pode igualmente ser operado na velocidade alta enquanto a imagem obtida é seccionada óptica na ausência das peças moventes.

Microscopia da imagem lactente da vida da fluorescência

A imagem lactente da vida da fluorescência (FLIM) é um método que trabalhe baseado no princípio de vida da fluorescência (tempo exigido por um fluoróforo para retornar a seu estado à terra do estado entusiasmado). FLIM é usado para representar a dispersão espacial vida das moléculas' no estado entusiasmado dentro das imagens microscópicas. O sistema de FLIM é executado em dois domínios: freqüência e tempo.

A informação da vida da fluorescência é usada na detecção local do ambiente, na detecção de interacções moleculars, na detecção de mudanças conformational, na discriminação de etiquetas do múltiplo ou de remoção do fundo, na caracterização do tecido pela auto fluorescência e na caracterização, e no controle da qualidade de materiais novos.

Microscopia Confocal

A microscopia Confocal é um método óptico convencional da imagem lactente que melhore a definição lateral e axial e a capacidade da imagem lactente distinta comparadas à microscopia de FLIM. Isto é conseguido pela eliminação da fluorescência dispersada introduzindo um furo de pino ou uma combinação da tela neste método. O foco da lente objetiva é feito conjugado com o furo de pino e, conseqüentemente, é denominado como o furo de pino confocal.

A microscopia Confocal é usada na imagem lactente do alto nível das amostras biológicas densas (in vivo tecidos, sem excisão, fixação, e divisão dos tecidos).

Imunofluorescência das pilhas múltiplas do tumor crescidas na cultura do tecido para a investigação do cancro e visualizadas através da microscopia confocal. © DrimaFilm/Shutterstock.com

Microscopia do Multiphoton

A microscopia do Multiphoton (MPM) é uma técnica de imagem lactente não-linear usada para obter a informações exactas do mícron-nível de tecido não processado através das emissões produzidas por tecidos intrínsecos energizados. O princípio de funcionamento de MPM é baseado na absorção instantânea de dois fotão do incidente de uma fonte de laser infravermelha pulsada. Neste método, a excitação é limitada a um foco minúsculo tendo por resultado a segmentação óptica prévia sem a necessidade da abertura confocal.

MPM é usado como um substituto para a microscopia confocal devido a suas vantagens da imagem lactente penetrada profunda, com photodamage reduzido e photobleaching e considerado desenvolver in vivo o processo da imagem lactente.

Imagem lactente molecular visada

A técnica da imagem lactente molecular do alvo envolve analisar processos biológicos do mícron-nível usando in vivo métodos. O processo inclui o uso de agentes do contraste do alvo (as substâncias que melhoram a visibilidade interna das estruturas biológicas) que são detectadas usar modalidades da imagem lactente e a identificação ópticas dos alvos em pilhas ou em tecidos. Este método é usado para analisar a forma e o papel do sistema molecular gerando o incidente dos sinais das moléculas. Conseqüentemente, a imagem produzida descreve a distribuição espacial 3-D das moléculas visadas no tecido, especifica os dados diagnósticos a nível molecular, e mostra as propriedades funcionais da pilha.

A técnica é usada em estudos da oncologia para os diagnósticos das malignidades, a descoberta da doença metastática, a detecção de tumores, a determinação de alvos do tratamento, e o cálculo da eficácia do tratamento.

Tomografia óptico da projecção

O tomografia óptico da projecção (OPT) é um método desenvolvido para a imagem lactente 3-D de espécimes biológicos minúsculos na escala mesoscopic. Aqui, os espécimes são adicionados em líquidos de harmonização do R.I. e girados a uma série angular. Então, as imagens são tomadas para cada posição angular por uma câmera e pelo do CCD voltada a calcular como a imagem 3-D da amostra pelo software informático.

OPT tem a vantagem de detectar as tinturas fluorescentes e coloridas que são estabelecidas para o gene ou a mancha tecido-específica para a imagem lactente de formas 3-D dos órgãos e dos tecidos tais como a restauração de embriões vertebrados e a observação da anatomia 3-D dos órgãos.

Fontes

  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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