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Che cosa è microscopia olografica di Digital?

La microscopia olografica di Digital (DHM) è un tipo di microscopia che combina l'olografia digitale con microscopia per permettere che le celle trasparenti siano visualizzate con le lastre grosse di coltura cellulare classiche.

DHM è distinto da altri tipi di microscopie perché non ricrea un'immagine aggettante dell'esemplare ma invece produce un ologramma digitale dalle onde leggere che sono passato dall'esemplare. Un algoritmo numerico di ricostruzione in un computer è usato per creare l'ologramma. Nella microscopia tradizionale, una rappresentazione che forma la lente è usata per creare il campione di immagine.

How Interactive Visualization Led to Insights in Digital Holographic Microscopy | SciPy 2014 | Rebec

Trasmissione e riflesso DHM

Ci sono due tipi distinti di microscopie olografiche digitali: trasmissione DHM e riflesso DHM.

La trasmissione DHM misura la differenza nel percorso ottico di un raggio che attraversa through il campione che è analizzato. Questo tipo di microscopia è spesso utile quando misura le componenti micro-ottiche, le unità microfluidic ed i campioni trasparenti dell'interno di difetti.

Il riflesso DHM crea un'immagine basata sul fronte d'onda riflesso dal campione. Ciò fornisce una visualizzazione della topografia della superficie del campione mediante riflesso.

Trattamento

L'olografia usa il concetto che le onde leggere creano i reticoli di interferenza simili a quelli creati dalle onde di acqua.

Due raggi di luce laser sono usati per creare un ologramma.  Un raggio, chiamato il raggio del campione, illumina il campione, mentre l'altro, conosciuto come il raggio di riferimento, non attraversa il campione.

Secondo il tipo di DHM che è usando, il campione imprimerà il raggio del campione attraverso riflesso o la trasmissione. Il raggio del campione ed il raggio di riferimento poi vengono insieme ancora a creare un reticolo di interferenza che permette all'impronta del campione di essere registrato nell'ologramma.

La messa a fuoco fine di DHM è completata nel software digitale, seguente la registrazione delle onde leggere. L'ologramma registrato è elaborato con un computer per creare le immagini olografiche sopra varie distanze focali.

Applicazioni

L'olografia originalmente è stata inventata come mezzi per espandersi sopra gli usi di microscopia elettronica. Tuttavia, mai vero si è applicata in un senso pratico a microscopia elettronica e l'olografia, infatti, è risultato essere utilizzata in misura significativamente maggior nella microscopia leggera.

In questa area, si è rivelato assistere nella caratterizzazione 3D dei campioni e nella caratterizzazione quantitativa delle celle.

Nelle scienze biologiche, la trasmissione DHM può fornire la misura quantitativa di fase (QPM) o la rappresentazione quantitativa di fase (QPI) delle celle in tensione. Poichè la tecnica non urta la funzione delle celle, questa permette la possibilità di intraprendere gli studi a lungo termine sulle stesse celle.

Nella scienza dei materiali e nelle scienze biologiche, il riflesso DHM è utilizzato spesso nei laboratori di industriale e della ricerca, specialmente per la caratterizzazione statica e dinamica 3D. Altre applicazioni includono:

  • Ispezione di difetto
  • Misura di MEMS
  • Topografia di superficie
  • Finitura superficia
  • Pellicola sottile strutturata

Vantaggi di DHM

Ci sono parecchi vantaggi significativi che la microscopia olografica digitale offre. Per esempio, lo permette per la caratterizzazione statica e dinamica 3D delle strutture del campione da determinare, anche per gli oggetti trasparenti quali le celle biologiche viventi. Ulteriormente, permette alle misure dinamiche del campione che è analizzato.  

La microscopia olografica di Digital egualmente tiene conto lo scansione molto rapido delle superfici, senza il movimento meccanico verticale di bisogno che è tenuto da altri tipi di microscopie a mettere a fuoco sull'oggetto. Invece, un fuoco digitale automatico è possibile.

Per concludere, DHM può anche essere un'opzione molto economica nel campo di microscopia. Meno lenti ed obiettivi sono necessari affinchè la microscopia funzionino perché i diodi laser ed i sensori di immagine catturano il loro posto, che rende le componenti di un microscopio olografico digitale relativamente economiche.

Riferimenti                                                

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24152227
  2. http://www.phiab.se/technology/holographic-microscopy
  3. https://www.youtube.com/watch?v=ezyT3gg3YNk
  4. http://faculty.cas.usf.edu/mkkim/papers.pdf/2010%20SR%201%20018005.pdf

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Last Updated: Feb 26, 2019

Yolanda Smith

Written by

Yolanda Smith

Yolanda graduated with a Bachelor of Pharmacy at the University of South Australia and has experience working in both Australia and Italy. She is passionate about how medicine, diet and lifestyle affect our health and enjoys helping people understand this. In her spare time she loves to explore the world and learn about new cultures and languages.

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