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Única microscopia plano de la iluminación (SPIM) en biología celular

El comportamiento de visualización de la célula ha sido la meta de muchas técnicas desarrolladas en las vigésimas y el siglo XXI. Las células fueron visualizadas inicialmente después de quitar del organismo después de muerte.

Sin embargo, la visualización en tiempo real de células con la etiqueta fluorescente todavía probó difícil debido al grado de diapositiva requerido para considerar la fluorescencia. Semejantemente, las técnicas de proyección de imagen han tenido problemas con la dispersión luminosa. La microscopia plano selectiva de la iluminación (SPIM) o la microscopia de la luz-hoja difiere proyección de imagen de alta resolución de las ofertas en las diversas profundidades de la célula en tejidos vivos.

Técnica de SPIM

Principio

Las técnicas de SPIM pueden diferir ligeramente, pero siguen el mismo principio general: la excitación liviana origina en de ángulo recto a la lente óptica. Debido a esto, el camino de la iluminación y el camino que descubre (la lente) son independiente de uno a y se pueden manipular por separado. Esto difiere de las aproximaciones convencionales de la microscopia, que tienen típicamente la misma iluminación y descubrir fuente del camino. El objeto del interés se pone en el avión focal de la lente que descubre donde el camino de la iluminación y de la detección se encuentra. La muestra es excitada por la fuente de la iluminación y después descubierta por la óptica de la detección y reflejado usando una cámara. Para una imagen 3D, la muestra se mueve ligeramente varias veces de detectar varias imágenes para visualizar la profundidad.

Fractura del límite de difracción

La fuente de la iluminación forma un aspecto importante de qué tipo de imagen usted consigue y cómo está detallado. La iluminación perfecta sería una fuente de luz constante y fina a través del camino entero de la iluminación. Sin embargo, la hoja liviana es limitada por la difracción. En lugar, se utiliza una fuente de luz cilíndrica que varía en espesor a través del camino de la iluminación convergiendo hacia el centro. El espesor de la hoja liviana se ajusta para guardar el uniforme liviano a través del campo visual, colocando a partir de 1 µm para las pequeñas muestras (µm <100) al µm 10 para muestras más grandes (5 milímetros).

Muestras gruesas de la proyección de imagen

La fuente de la iluminación también determina la profundidad de la muestra, que es generalmente el µm alrededor 10 o menos. Cuando SPIM fue utilizado en un pescado, alcanzó una profundidad de la proyección de imagen del µm hasta 500. Tiene usos en el estudio de organismos enteros, pues el aparato de la proyección de imagen de SPIM se puede acumular alrededor de la cámara de un organismo para mantener el animal activo y condiciones óptimas.

Microscopy: Super-Resolution: Structured Illumination Microscopy (SIM) (David Agard)

Usos

Resolución axil creciente en biología de desarrollo

En biología de desarrollo, el aparato de la detección necesita tener la lente larga de la distancia de funcionamiento (distancia de la lente al error de la tapa) y apertura numérica inferior (capacidad del sistema óptico de recolectar o de emitir la luz). Tales lentes tienen resolución axil pobre, pero en SPIM la cantidad que está iluminada es definida por la luz-hoja que aumenta la resolución axil. Cuando SPIM fue desarrollado originalmente, es autor de la función de extensión axil citada del punto (PSF) del µm 6 comparado al µm antedicho 20 cuando la hoja liviana fue quitada.

Estructuras únicas y multicelulares de la proyección de imagen

SPIM tiene usos en células y estructuras multicelulares. Las células pueden en otras técnicas de la microscopia se expongan al blanqueo, donde las moléculas fluorescentes son destruidas por la luz. En SPIM, el blanqueo es inferior, que es determinado beneficioso para el estudio unicelular. El blanqueo inferior permite la adquisición contínua de imágenes de estructuras dinámicas. Con la llegada de crecer las culturas 3D, SPIM es también el probar útil para entender su revelado dentro de la cámara 3D.

Estructura y dinámica de microtubules

Intracelular, la biofísica y las dinámicas de microtubules se han entendido mejor usando SPIM. El blanqueo inferior permitió la adquisición contínua por 15 minutos en 3D. Los estudios anteriores hechos en las 2.as superficies han revelado las ordenaciones estructurales de las diversas secciones de los microtubules, pero era no entendible cómo los centríolos se mueven en el espacio 3D. Los datos cerco usando SPIM se pueden utilizar para refinar modelos de cómo los microtubules se comportan en un realista, el espacio 3D.

Proyección de imagen in vivo se sabe que muchos procesos biológicos, tales como incremento y apoptosis, son regulados o accionados por acciones recíprocas complejas alrededor de ellas. Así, la investigación cada vez mayor se centra en cómo investigar estos fenómenos en fijaciones más naturales, tales como culturas 3D y organoids. SPIM investiga las células cuando las líneas en medio in vivo y in vitro se enmascara. Las técnicas para esto se están desarrollando actualmente, con la esperanza que ésta acelerará más lejos nuestra comprensión de los campos que se benefician ya de cultivos celulares 3D, tales como inmunología e investigación de cáncer.

Fuentes

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Last Updated: Aug 23, 2018

Sara Ryding

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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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