Microscopio óptico sin lente produce imágenes 3D de alta resolución

Microscopio óptico sin lente produce imágenes 3D de alta resolución

Investigadores de la UCLA han desarrollado un microscopio sin lente en un chip. Superando muchas de las limitaciones de la microscopía tradicional, han puesto un sensor en un chip que puede tomar imágenes tomográficas tridimensionales de muestras minúsculas.

Las imágenes se obtuvieron mediante la colocación de los objetos de interés en la parte superior del chip y luego iluminando el objeto desde diferentes ángulos. El chip luego reconstruye una imagen tomográfica tridimensional de las sombras observadas.

Resumen de la nota de prensa Investigadores de la UCLA:

“…Un sistema de imagen óptico lo suficientemente pequeño como para caber en un chip óptico-electrónico, proporciona una variedad de beneficios. Debido a la automatización de los sistemas en chip, el trabajo científico podría acelerarse significativamente, lo que podría tener un gran impacto en los campos de la biología celular y del desarrollo.

El microscopio óptico, inventado hace más de 400 años, ha aumentado de tamaño y es más complejo, ya que se ha modificado para obtener imágenes de objetos cada vez más pequeños con mejor resolución.

Para hacer frente a esta falta de progreso en la miniaturización, el grupo de investigación de Ozcan desarrolló la nueva plataforma de microscopia tomográfica, a través de la próxima evolución de una tecnología de imágenes sin lente, creada por el grupo y mejorada durante años.

Ozcan, un investigador del NanoSystems Institute de California en UCLA, hace la analogía de que un microscopio óptico tradicional es como un enorme conjunto de tuberías entregando contenido al usuario, en forma de imágenes.

Tras años de desarrollo, se producen cuellos de botella que impiden que continúe la mejoría. Incluso si una parte del sistema – es decir, un cuello de botella – ha mejorado, otros estrangulamientos impiden que esa mejora se realice por completo. De acuerdo con Ozcan, no es así con el sistema libre de lentes.

“El nuevo sistema se aprovecha del hecho de que las estructuras orgánicas, como las células, son parcialmente transparentes. Así que al brillar una luz sobre una muestra de células, las sombras creadas revelan no sólo el contorno de las células, sino también los detalles de sus estructuras subcelulares.

"Estos datos se pueden capturar y analizar si la sombra se dirige sobre una matriz de sensores digitales", dijo Isikman. "El resultado final de este proceso es una imagen tomada sin usar un lente".

Las imágenes en 3-D de la plataforma se crean por la rotación de la fuente de luz para iluminar las muestras desde múltiples ángulos. Estos ángulos múltiples también permiten que el sistema utilice la tomografía, una técnica de imágenes de gran alcance. A través del uso de la tomografía, el sistema es capaz de producir imágenes en 3-D sin sacrificar resolución…

Para finalizar los resultados de esta investigación han sido publicados en línea en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.





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