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Que é microscopia holográfica de Digitas?

A microscopia holográfica de Digitas (DHM) é um tipo de microscopia que combina a holografia digital com a microscopia para permitir que as pilhas transparentes sejam visualizadas com as placas de cultura celular clássicas.

DHM é distinto de outros tipos de microscopia porque não recreia uma imagem projetada do espécime mas produz pelo contrário um holograma digital das ondas claras que passaram pelo espécime. Um algoritmo numérico da reconstrução em um computador é usado para criar o holograma. Na microscopia tradicional, uma imagem lactente que forma a lente é usada para criar a amostra da imagem.

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

Transmissão e reflexão DHM

Há dois tipos distintos de microscopia holográfica digital: transmissão DHM e reflexão DHM.

A transmissão DHM mede a diferença no trajecto óptico de um feixe que viaje através da amostra que está sendo analisada. Este tipo de microscopia é frequentemente útil ao medir componentes micro-ópticos, dispositivos microfluidic, e defeitos dentro das amostras transparentes.

A reflexão DHM cria uma imagem baseada no wavefront refletido da amostra. Isto fornece uma ideia da topografia da superfície da amostra pela reflexão.

Processo

A holografia usa o conceito que as ondas claras criam os testes padrões de interferência similares àqueles criados por ondas de água.

Dois feixes do laser são usados para criar um holograma.  Um feixe, chamado o feixe da amostra, ilumina a amostra, quando o outro, conhecida como o feixe de referência, não passar através da amostra.

Segundo o tipo de DHM que está sendo usado, a amostra imprimirá o feixe da amostra através da reflexão ou da transmissão. O feixe da amostra e o feixe de referência vêm então junto outra vez criar um teste padrão de interferência que permita a impressão da amostra de ser gravado no holograma.

A focalização fina de DHM é terminada no software digital, seguindo a gravação das ondas claras. O holograma gravado é processado com um computador para criar imagens holográficas sobre diversas distâncias focais diferentes.

Aplicações

A holografia foi inventada originalmente como meios expandir em cima dos usos da microscopia de elétron. Contudo, nunca foi aplicada verdadeiramente em uma maneira prática à microscopia de elétron e a holografia, de facto, provou ser usada a uma extensão significativamente maior na fotomicroscopia.

Nesta área, provou-se ajudar na caracterização 3D das amostras e na caracterização quantitativa das pilhas.

Nas ciências da vida, a transmissão DHM pode fornecer a medida quantitativa da fase (QPM) ou a imagem lactente quantitativa da fase (QPI) de pilhas vivas. Porque a técnica não impacta a função das pilhas, esta torna a possibilidade de conduzir estudos a longo prazo nas mesmas pilhas possível.

Na ciência material e nas ciências da vida, a reflexão DHM é utilizada frequentemente na pesquisa e em laboratórios industriais, particularmente para a caracterização 3D estática e dinâmica. Outras aplicações incluem:

  • Inspecção do defeito
  • Medida de MEMS
  • Topografia de superfície
  • Revestimento de superfície
  • Filme fino estruturado

Vantagens de DHM

Há diversas vantagens significativas que a microscopia holográfica digital oferece. Por exemplo, torna possível para a caracterização 3D estática e dinâmica das estruturas da amostra a ser determinadas, mesmo para objetos transparentes tais como pilhas biológicas de vida. Adicionalmente, permite medidas dinâmicas da amostra que está sendo analisada.  

A microscopia holográfica de Digitas igualmente permite a exploração muito rápida das superfícies, sem o movimento mecânico vertical da necessidade que é exigido por outros tipos de microscopia se centrar sobre o assunto. Em lugar de, um auto foco digital é possível.

Finalmente, DHM pode igualmente ser uma opção muito econômica no campo da microscopia. Menos lentes e objetivos são necessários para que a microscopia funcione porque os diodos láser e os sensores da imagem tomam seu lugar, que faz os componentes de um microscópio holográfico digital relativamente baratos.

Referências                                                

  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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