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Técnicas de Biophotonics

Biophotonics se define como el estudio de células, de tejidos, y de partículas biológicos con el uso de la luz en alcance visible y cercano-visible. Él desempeña un papel principal en perfeccionar la proyección de imagen y los procedimientos terapéuticos que se fijan común para los propósitos clínicos, incluyendo avances en laseres, las ópticas, y los detectores de la fluorescencia. Hay varias técnicas primarias usadas en el estudio biophotonic.

Coherente anti-Alimenta dispersar de Raman

Coherente anti-Alimenta Raman que el dispersar (CARS) es un método óptico de mezclar los multifotones para la espectroscopia y la microscopia química distinta sin la acumulación de energía dentro de la molécula. Es un método no invasor, no destructivo, y escritura de la etiqueta-libre que provee de proyección de imagen vibratoria alta sensibilidad, alta velocidad, y la resolución espacial tridimensional.

Tiene la ventaja del photodamage reducido debido a la transferencia de energía insignificante. Ofrece capacidad tridimensional intrínseca de la proyección de imagen de la segmentación y del vídeo debido a su naturaleza no sequencial, que es de importancia suprema en el campo de la histología y de la biología celular. Otra ventaja de VEHÍCULOS es la ausencia de interrupción de la fluorescencia.

Se utiliza en la proyección de imagen de células vivas y ex vivo de los tejidos (e.g., DNA, de los lípidos, y de las proteínas) con contrastes vibratorios variados.

Microscopia plano oblicua

La microscopia plano oblicua (OPM) es un método microscópico de la hoja liviana que implica un único, alto microscopio de la apertura numérica para iluminar un avión oblicuo de la muestra y de la colección de fluorescencia del avión iluminado. La óptica de la corrección se pone entre el microscopio principal y el dispositivo acoplado de carga eléctrica de la cámara, para obtener la imagen del avión inclinado en el espécimen.

La técnica de OPM se puede aplicar con un microscopio convencional a los especímenes de la imagen montados en tiras y platos de cultura del tejido o a las placas con muy bajo photobleaching y fototoxicidad. Esto se puede también operar a alta velocidad mientras que la imagen obtenida ópticamente se secciona en ausencia de piezas móviles.

Microscopia de la proyección de imagen del curso de la vida de la fluorescencia

La proyección de imagen del curso de la vida de la fluorescencia (FLIM) es un método que trabaja basado en el principio del curso de la vida de la fluorescencia (tiempo requerido por un fluoróforo para volver a su estado de tierra de estado emocionado). FLIM se utiliza para representar la dispersión espacial curso de la vida de las moléculas' en estado emocionado dentro de imágenes microscópicas. El sistema de FLIM se ejecuta en dos dominios: frecuencia y tiempo.

La información del curso de la vida de la fluorescencia es utilizada en detectar local del ambiente, la detección de acciones recíprocas moleculares, la detección de cambios conformacionales, la discriminación de las escrituras de la etiqueta del múltiplo o del retiro del fondo, la caracterización del tejido por fluorescencia auto y la caracterización, y el control de calidad de nuevos materiales.

Microscopia confocal

La microscopia confocal es un método óptico convencional de la proyección de imagen que ha perfeccionado la resolución lateral y axil y la capacidad de la proyección de imagen distinta comparadas a la microscopia de FLIM. Esto es lograda por la eliminación de la fluorescencia dispersa introduciendo un agujerito o una combinación de la pantalla en este método. El foco de la lente de objetivo se hace conyugal con el agujerito y, por lo tanto, se llama como agujerito confocal.

La microscopia confocal se utiliza en la proyección de imagen del alto nivel de las muestras biológicas densas (in vivo tejidos, sin la supresión, la fijación, y la división de tejidos).

Inmunofluorescencia de las células múltiples del tumor crecidas en la cultura del tejido para la investigación de cáncer y visualizadas vía microscopia confocal. © DrimaFilm/Shutterstock.com

Microscopia del multifotón

La microscopia del multifotón (MPM) es una técnica de proyección de imagen no lineal usada para obtener la información precisa del micrón-nivel del tejido sin procesar a través de las emisiones producidas por los tejidos intrínsecos excitados. El principio de funcionamiento de MPM se basa en la amortiguación instantánea de dos fotones del incidente de una fuente de laser infrarroja pulsada. En este método, la excitación se limita a un foco minúsculo dando por resultado la segmentación óptica anterior sin la necesidad de la apertura confocal.

Se utiliza como un reemplazo para la microscopia confocal debido a sus ventajas de la proyección de imagen penetrada profunda, con photodamage reducido y photobleaching y se considera MPM desarrollar in vivo el proceso de la proyección de imagen.

Proyección de imagen molecular apuntada

La técnica de la proyección de imagen molecular del objetivo implica el analizar de procesos biológicos del micrón-nivel usando in vivo métodos. El proceso incluye el uso de los agentes del contraste del objetivo (las substancias que perfeccionan la visibilidad interna de las estructuras biológicas) que se descubren usando modalidades de la proyección de imagen y la identificación ópticas de objetivos en las células o los tejidos. Este método es utilizado para analizar la forma y el papel del sistema molecular generando el incidente de las señales de las moléculas. Por lo tanto, la imagen producida describe la distribución espacial tridimensional de las moléculas apuntadas en el tejido, especifica los datos diagnósticos en el nivel molecular, y muestra las propiedades funcionales de la célula.

La técnica se utiliza en los estudios de la oncología para los diagnósticos de malignidades, el descubrimiento de la enfermedad metastática, la detección de tumores, determinar objetivos del tratamiento, y estimar la eficacia del tratamiento.

Tomografía óptica de la proyección

La tomografía óptica de la proyección (OPT) es un método desarrollado para la proyección de imagen tridimensional de especímenes biológicos minúsculos en el alcance mesoscopic. Aquí, los especímenes se añaden al final del fichero en líquidos de igualación del índice de refracción y se giran a una serie angular. Entonces, las imágenes son tomadas para cada posición angular por una cámara CCD y recalculada como imagen tridimensional de la muestra por los programas informáticos.

El OPT tiene la ventaja de descubrir los tintes fluorescentes y coloreados que se establecen para el gen o la coloración tejido-específica para la proyección de imagen de formas tridimensionales de órganos y de tejidos tales como restauración de embriones vertebrados y la observación de la anatomía tridimensional de órganos.

Fuentes

  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/
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  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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