Microscopía revolucionaria: ¡reveladas vistas en 3D de células vivas!

Microscopía revolucionaria: ¡reveladas vistas en 3D de células vivas!

La microscopía de fluorescencia de lámina luminosa (LSFM) se ha establecido como una tecnología innovadora en la investigación bioquímica. Este método permite a investigadores como Zeyu Zhang obtener una vista tridimensional de muestras fluorescentes, especialmente partes de células vivas. Una característica destacada de LSFM es el uso de la técnica de conteo de fotón único correlacionado en el tiempo (TCSPC), que permite medir con precisión la duración de la luminiscencia de las moléculas en las muestras. La Dra. Meike Hofmann, investigadora asociada del Departamento de Óptica Técnica, destaca la importancia crucial de la duración de la iluminación para comprender los procesos biológicos.

El sistema de microscopio detecta fotones y rastrea su hora y ubicación de llegada. Estos resultados precisos requieren una gran cantidad de fotones, lo que también conduce a la necesidad de recopilar muchos puntos de datos para producir una imagen completa. Esto es lo que informan los expertos del naturaleza.com que los desarrollos recientes en microscopía de vida de fluorescencia (FLIM) ofrecen el potencial de representar la complejidad de los sistemas biológicos con una claridad sin precedentes.

La mecánica de FLIM

FLIM es una técnica de imágenes basada en fluorescencia que mide la vida útil de las moléculas fluorescentes excitadas en lugar de la intensidad de la fluorescencia. La comparación entre la microscopía de fluorescencia convencional y FLIM muestra diferencias significativas en la vida útil de la fluorescencia, que proporciona información importante sobre el entorno molecular y los procesos de transferencia de energía. Por ejemplo, una disminución en la vida útil de la fluorescencia puede indicar una transferencia de energía por resonancia de Förster, que es importante para la investigación de las interacciones entre proteínas.

La vida útil de la fluorescencia indica el tiempo promedio que una molécula permanece en el estado excitado antes de regresar al estado fundamental. Esta vida útil es inversamente proporcional a la suma de las tasas de desintegración de los procesos radiativos y no radiativos. Debido a que la vida útil de la fluorescencia depende de la identidad y el entorno químico del tinte, los investigadores pueden utilizar este método para crear imágenes precisas para cada píxel.

Aplicaciones e innovaciones

Los métodos de medición dentro de FLIM incluyen la excitación pulsada, en la que se analiza la caída temporal de la fluorescencia, así como la excitación de intensidad modulada con cambio de fase. La intensidad de excitación se ajusta de modo que sólo se pueda detectar un fotón por pulso. El uso de histogramas de mediciones individuales permite determinar con precisión la vida útil de la fluorescencia.

Los avances tecnológicos vistos en la investigación de Wikipedia incluyen la integración de sensores de imagen de última generación, como cámaras CCD y campos de fotodiodos de avalancha para la detección, así como el uso de cámaras ICCD que utilizan intensificadores de imágenes para la sensibilización. Estos avances contribuyen decisivamente a mejorar drásticamente la precisión de las mediciones y las aplicaciones asociadas en biomedicina y biología molecular.