Microscopia estructurada de la iluminación (SIM)

La microscopia estructurada de la iluminación (SIM) es una herramienta que rompe la barrera de la resolución de la difracción para ofrecer resoluciones hasta de 20nm.

Imágenes estructuradas de la microscopia de la iluminación de una célula endotelial bovina de la arteria pulmonar manchada con los tintes fluorescentes para las mitocondrias, actinia, núcleo.Haber de imagen: Micha Weber/Shutterstock

La resolución de microscopios convencionales es limitada por la difracción de la luz. Esta resolución es 200 nanómetro lateralmente y 500 nanómetro en la dirección axil. Así, es difícil visualizar cualquier objeto que mienta abajo del alcance de esta resolución.

La talla la mayor parte de las estructuras dentro de una célula está abajo de este límite, que hace microscopia liviana una herramienta inadecuada para visualizar las estructuras subcelulares.

Principios de SIM

La microscopia estructurada de la iluminación o SIM se basa en la microscopia del ancho-campo donde una red difractora movible se pone en el camino de rayo láser. Entonces, la orden del zeroth y los primeros rayos de la orden de la red difractora se permiten caer en la muestra.

La luz entonces experimenta interferencia (las ondas livianas sobreponen en uno a que lleva a una luz de mayor o de poca longitud de onda) con uno a en el avión de la muestra. Esta configuración de la luz creada por la superposición de la luz en la muestra se llama efecto de muaré del `'.

Varias tales imágenes sin procesar son tomadas cambiando el ángulo o la orientación de esta luz estructurada `'. Esto es hecha cambiando el ángulo de la red difractora movible. Varias tales imágenes tomadas a diversos ángulos entonces son poste-proyección de imagen reconstruida para generar una imagen estupendo-resuelta. La imagen de alta frecuencia extraída de las informaciones en bruto puede tener la resolución casi doble de los microscopios limitados difracción convencional.

Ventajas de SIM

Resolución perfeccionada

SIM ofrece una escala dos veces perfeccionada de la resolución. En SIM bidimensional, la resolución en las hachas laterales se perfecciona, mientras que en la mejoría lateral y axil de 3D SIM, de la resolución de la demostración. La resolución en SIM es 100 y 250 nanómetro en las direcciones laterales y axiles.

Índice rápido de proyección de imagen

El índice de proyección de imagen está muy rápidamente para proyección de imagen proyección de imagen 3D y 4D. La cuarta dimensión refiere a tiempo, o a proyección de imagen de time lapse. Este factor es muy crucial para las muestras vivas de la proyección de imagen donde los procesos biológicos pueden necesitar ser capturado en las velocidades.

Los fluorophores convencionales pueden ser utilizados

Fluorophores que se utilizan para la microscopia convencional se puede utilizar para la proyección de imagen en SIM. Esto es una ventaja adicional pues ningunos recursos adicionales tienen que ser empleados para preparar muestras. Esto es diferente de algunas de las otras técnicas de la microscopia de la estupendo-resolución, donde los fluorophores especializados tienen que ser generados.

Uso simultáneo de fluorophores múltiples

En SIM, tres fluorophores pueden ser reflejados simultáneamente. Esto significa que tres estructuras intracelulares se pueden rastrear juntas usando SIM, mientras que esto se limita generalmente a uno o dos fluorophores en caso de otras herramientas de la estupendo-resolución.

Proyección de imagen viva

Es posible a las muestras vivas de la imagen y procesos celulares del archivo a diversos. Esta característica no está disponible en algunas de las técnicas de la estupendo-resolución, tales como STED.

Desventajas de SIM

Resolución reducida comparada a otras herramientas de la estupendo-resolución

La resolución lateral lograda por otras técnicas de la estupendo-resolución, tales como STORM/PALM y STED es casi 20 nanómetro que sea más alto que SIM.

Los artefactos de la proyección de imagen pueden presentarse

La estupendo-resolución se logra no no ópticamente, pero con el tratamiento de la imagen después de la proyección de imagen. Así, los artefactos se podían generar durante la reconstrucción de la imagen. También, los desvíos en rallar, la calibración del sistema, el desequilibrio de impedancia del índice de refracción, o la mal calidad de la muestra pueden también generar desvíos en la imagen final.

Sensible a la luz del fuera-de-foco

Es muy sensible fuera de la luz del foco que la señal no está así muy sin obstrucción si la muestra se puebla denso con las moléculas que son reflejadas.

Tiempos de procesamiento más largos

SIM requiere un tiempo de procesamiento a 1 a 30 segundos en que la reconstrucción de la imagen se puede aplicar finalmente para generar la imagen final.

Fuentes:

[Lectura adicional: microscopia de la estupendo-resolución]

Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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