La Nueva técnica rápidamente, vigila económicamente acciones recíprocas moleculares múltiples en tejidos vivos

Una nueva aproximación a la proyección de imagen óptica hace posible vigila a rápidamente y económicamente acciones recíprocas moleculares múltiples en una área extensa del tejido vivo -- por ejemplo un órgano o un pequeño animal; tecnología que podría tener aplicaciones en diagnóstico médico, cirugía conducida, o la prueba preclínica de la droga. El método, que se detalla en la Naturaleza Photonics, es capaz simultáneamente de seguir su trayectoria 16 colores de la información espacial enlazada sobre un área que atraviesa varios centímetros, y puede capturar las acciones recíprocas que ocurren en simples billionths de un segundo.

“Hemos desarrollado una manera elegante de detectar una enorme cantidad de información en un corto período de tiempo,” dijo a Javier Intes, profesor de la ingeniería biomédica en el Rensselaer Polytechnic Institute. “Nuestra aproximación es más rápidamente y menos costosa que tecnología existente sin ningún compromiso en la precisión de los datos que detectamos.”

Mientras Que su nombre implica, la proyección de imagen óptica utiliza la luz para investigar una meta. En aplicaciones biomédicas, la proyección de imagen óptica tiene muchas ventajas sobre técnicas tales como MRI y ANIMAL DOMÉSTICO, que utilizan magnetismo y emisiones de positrones para detectar imágenes dentro del tejido vivo.

El método el laboratorio de Intes desarrollado hace uso de técnicas de proyección de imagen ópticas avanzadas -- proyección de imagen del curso de la vida de la fluorescencia emparejada con transferencia de energía adoptiva de resonancia -- para revelar el estado molecular de tejidos. En proyección de imagen del curso de la vida de la fluorescencia (FLIM), las moléculas del interés se marcan con etiqueta con las moléculas fluorescentes del “reportero” que, cuando son excitadas por un haz de luz, emiten una señal pálida con cierto color en un cierto plazo que sea indicativo de su ambiente inmediato. Las moléculas del Reportero se pueden sintonizar para ofrecer la información sobre factores ambientales tales como viscosidad, pH, o la presencia de oxígeno. FLIM es ideal para los tejidos gruesos de un cuerpo porque confía en la información del tiempo, bastante que la intensidad de luz, que degrada importante mientras que viaja a través de tejido. Los Investigadores también utilizaron la transferencia de energía de resonancia de Forster (FRET), que determina gran proximidad entre dos moléculas semejantemente marcadas con etiqueta - tales como una droga y su meta -- de acuerdo con una transferencia de energía que ocurre solamente cuando las moléculas marcadas con etiqueta se entregan en las células enfermas para terapéutico la eficacia máxima.

Sin Embargo, mientras que el método de FLIM-FRET genera a ricos de una señal en la información, cerco que la señal es rápidamente y económicamente problemática. Los métodos Actuales confían en las cámaras costosas, que pueden imagen solamente un reportero al mismo tiempo, y la exploración del tema puede tardar horas mientras que la cámara cerco la información de su campo visual completo.

Para superar este obstáculo, los investigadores dispensados con las cámaras y en lugar de otro usados un método de detección del único-pixel combinaron con una técnica de muestreo matemática (basada en un Hadamard transforme) que permitió que cerco la suficiente información relevante en 10 minutos para construir una imagen exacta. El método de detección puede cerco la información sobre 16 canales espectrales simultáneamente, y tres dispositivos de detección colocados alrededor de la muestra proporcionaron a la información espacial usada para construir una imagen tridimensional.

“Esto es una nueva plataforma, una nueva opción en macroscopy, y pensamos que tendrá tracción en aplicaciones múltiples en la arena biomédica,” dijo a Intes.

“La proyección de imagen tiempo-resuelta hyperspectral Compresiva del curso de la vida de la fluorescencia del ancho-campo” apareció en la Naturaleza Photonics y se puede encontrar usando el DOI: 10.1038/nphoton.2017.82. Intes fue ensamblado en la investigación, que fue utilizada por el National Science Foundation y los Institutos de la Salud Nacionales, por los estudiantes de tercer ciclo Qi Pian, Ruoyang Yao, y Nattawut Sinsuebphon de Rensselaer.

La investigación de Intes es activada por la visión De la Nueva Escuela Politécnica, un paradigma emergente para una educación más alta que reconozca que los retos y las oportunidades globales son tan grandes ellos no se pueden alocución adecuadamente por incluso la persona más talentosa que trabaja solamente. Rensselaer sirve como los cruces para la colaboración -- trabajando con los socios a través de disciplinas, de sectores, y de regiones geográficas -- para dirigir retos globales complejos, usando las herramientas y las tecnologías más avanzadas, muchos cuyo se convierten en Rensselaer. La Investigación en Rensselaer dirige algo del mundo que prensa retos tecnológicos -- de seguridad energética y del revelado sostenible a la biotecnología y a la salud humana. La Nueva Escuela Politécnica es transformativa en el impacto global de la investigación, en su pedagogía innovadora, y en las vidas de estudiantes en Rensselaer.

Fuente: https://news.rpi.edu/content/2017/08/18/new-method-quickly-economically-and-accurately-tracks-multiple-vivo-interactions