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Ptychography nas ciências da vida

As técnicas de imagem lactente da pilha confiam frequentemente no uso das tinturas ou da genética introduzir proteínas fluorescentes.

Embora aumente o contraste nas imagens, podem interferir com as actividades celulares. Pode ser duro saber se estas manipulações causam quaisquer flutuações do comportamento normal da pilha. Ptychography apresenta um método não invasor recentemente desenvolvido às pilhas e às culturas celulares do estudo sem o uso das etiquetas ou dos produtos manufacturados.

Phasefocus Lens® virtual é um método novo para a imagem lactente e a microscopia quantitativas da alta fidelidade. Sabe-se na literatura científica como o “ptychography”. Crédito de imagem: Phasefocus
Phasefocus Lens® virtual é um método novo para a imagem lactente e a microscopia quantitativas da alta fidelidade. Sabe-se na literatura científica como o “ptychography”. Crédito de imagem: Phasefocus

Método

Há um feixe da iluminação que brilha no espécime, atrás de que uma câmera é colocada. O espécime e o feixe da iluminação são movidos em proporção a um outro. Este resultado em uma série em parte de sobrepr áreas iluminadas no espécime. O teste padrão da luz difractado pelo espécime para cada área iluminada é travado por uma câmera que seja uma câmera carga-acoplada (CCD) do dispositivo. O CCD facilita a conversão dos pixéis aos dígitos ou vice versa. A imagem do teste padrão de difracção é processada mais usando um algoritmo do ptychography.

Phasefocus Virtual Lens

Vantagens de Ptychography

Ideal para amostras transparentes

O teste padrão de difracção emerge da luz passou através do espécime, e este ocorre com precisão alta e contraste. Isto faz-lhe o ideal para estudos estruturais de pilhas quase transparentes. Ptychography é forçado igualmente menos na definição de imagem - a definição é limitada somente pela abertura numérica eficaz (escala dos ângulos de que a luz pode ser detectada pela lente) do detector.

análise 3D

A formação da imagem não é feita pela lente de detecção própria, mas pelo algoritmo do ptychography. Um exemplo de um tal algoritmo é o motor iterativo do ptychography prolongado (ePIE). os algoritmos do ePIE produzem duas imagens: uma da quantidade de luz que foi absorvida pelo espécime e uma da quantidade de atraso da fase introduzida à iluminação como passa através do espécime. A profundidade das imagens pode ser decidida após a aquisição. Isto é altamente benéfico para a análise 3D dos espécimes e de umas culturas celulares mais complexas, um campo que esteja sendo desenvolvido continuamente.

Não restringido pelo sistema ótico do sistema

o ePIE igualmente conduz cálculos da forma de onda complexa da iluminação. Calcular a forma de onda permite a reconstrução de alta qualidade mesmo quando o formulário da iluminação não é sabido. Isto igualmente evita elevarar das limitações devido ao sistema óptico e coloca mais ênfase no algoritmo. Diversas revelações estão focalizando conseqüentemente em melhorar e em estender o algoritmo.

Aplicações das ciências da vida

Brilho aumentado

As pilhas na linha celular A549 foram analisadas usando o ptychography e comparado a uma outra técnica da microscopia chamou DIC (contraste da interferência de Diffrential). A imagem lactente do ptychography é mais similar à imagem lactente fluorescente. Não tem um halo em torno das pilhas, como visto com outras técnicas. As áreas dentro das pilhas têm uns pixéis mais brilhantes do que aquelas fora da pilha, fazendo a distinção fácil. O núcleo pode igualmente ser considerado como o ponto o mais brilhante na pilha, uma distinção que seja mais dura de fazer com microscopia de DIC.

Contraste aumentado

Determinadas pilhas tiveram um contraste mais alto do que outro no estudo mencionado antes. Os autores supor que este poderia ser devido 2 aquelas pilhas que incorporam a fase de G2/M antes da cariocinese. A vantagem principal do ptychography foi sua capacidade para mostrar distinções entre pilhas em fases diferentes do ciclo de pilha. Outras técnicas de imagem lactente não invasoras ou etiqueta-livres esforçaram-se com a esta. Além, o ciclo de pilha completo de uma pilha A549 toma 18 horas. Ptychography foi executado cada cinco minutos por 20 horas, dando imagens do ciclo de pilha completo para muitas pilhas. Isto pesquisadores permitidos para seguir e identificar o acontecimento das mudanças.

Aplicações na imagem lactente bacteriana

Ptychography foi aplicado igualmente às bactérias, sem a necessidade de isolar as amostras. Os radiodurans de Deinococcus estiveram no foco para sua tolerância alta para a radiação ionizante e em correlações possíveis a sua estrutura nucleoid.

As técnicas da microscopia de elétron aplicadas renderam resultados da contradição. Usando o ptychography, os pesquisadores encontraram quatro subunidades distintas actuais dentro das bactérias que identificaram como nucleoids devido a seus tamanho e forma gerais. Os autores acreditam conseqüentemente que o ptychography pode ser usado como um método viável para analisar os nucleoids bacterianos, independente da microscopia de elétron.

Fontes

Further Reading

Last Updated: Aug 23, 2018

Sara Ryding

Written by

Sara Ryding

Sara is a passionate life sciences writer who specializes in zoology and ornithology. She is currently completing a Ph.D. at Deakin University in Australia which focuses on how the beaks of birds change with global warming.

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