En el mundo de la microscopía en constante evolución, en los últimos años se han producido avances notables tanto en instrumentación como en algoritmos, mejorando nuestra capacidad para explorar las maravillas infinitesimales de la vida. Sin embargo, el camino hacia la microscopía de iluminación estructurada 3D (3DSIM) se ha visto obstaculizado por desafíos derivados de la velocidad y la complejidad de la modulación de polarización.
Sistema DMD-3DSIM
Ingrese al sistema de modulación 3D 3DSIM de alta velocidad «DMD-3DSIM», que combina una pantalla digital con imágenes de alta resolución, lo que permite a los científicos ver las estructuras celulares con un detalle sin precedentes. Como se indica en Asociación de fotónica avanzadaEl equipo del profesor Ping Shi de la Universidad de Pekín desarrolló esta innovadora configuración en torno a un dispositivo de microespejo digital (DMD) y un modulador electroóptico (EOM). Aborda los desafíos de resolución mejorando drásticamente la resolución lateral (de lado a lado) y axial (de arriba a abajo), para que la resolución espacial 3D sea el doble de la lograda por las técnicas convencionales de imágenes de campo amplio.
Visión polarizada de las estructuras celulares.
En términos prácticos, esto significa que DMD-3DSIM puede capturar detalles intrincados de estructuras subcelulares, como el complejo de poros nucleares, microtúbulos, filamentos de actina y mitocondrias en células animales. La aplicación del sistema se ha ampliado para estudiar ultraestructuras de células vegetales altamente dispersas, como las paredes celulares de las hojas de adelfa y las estructuras huecas de las hojas de algas negras. Incluso en un corte de riñón de ratón, el sistema reveló un claro efecto polarizador sobre los filamentos de actina.
Un portal abierto para el descubrimiento
Lo que hace que DMD-3DSIM sea aún más interesante es el compromiso con la ciencia abierta. El equipo de Shi ha hecho que todos los componentes de hardware y mecanismos de control estén disponibles abiertamente en GitHub, promoviendo la colaboración y alentando a la comunidad científica a aprovechar esta tecnología.
La tecnología DMD-3DSIM no sólo facilita importantes descubrimientos biológicos, sino que también sienta las bases para la próxima generación de 3DSIM. En aplicaciones que involucran imágenes de células vivas, los avances en tintes más brillantes y fotoestables, algoritmos de eliminación de ruido y modelos de aprendizaje profundo basados en redes neuronales prometen mejorar la duración de las imágenes, la recuperación de información y la recuperación de imágenes 3DSIM a partir de datos ruidosos en tiempo real. Al combinar la apertura del hardware y el software, los investigadores esperan allanar el camino para el futuro de las imágenes multidimensionales.
Para obtener más detalles, lea el artículo original Gold Open Access de Y. Li, R. Cao y otros, “Microscopio de iluminación estructurada 3D con modulación de sincronización de autopolarización de alta velocidad«,» Estado. Fotón. Relación 3(1) 016001 (2023), doi 10.1117/1.APN.3.1.016001.
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