Ett nytt mikroskop kan fånga 3D-bilder av levande organismer i realtid. Det kallas QIs-scope, en innovation från en spinoff av Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), 4D natur. Mikroskopet kan användas i biomedicinsk forskning eller för att förbättra kliniska diagnosprocedurer.

Detta nästa generations mikroskop kan göra tredimensionella bilder av små exemplar (mellan 1 mm och 2 cm) genom användning av en platt laserstråle i nästan realtid, vilket gör det möjligt att övervaka djur när de utvecklas. "Vi kan se hur hjärtat i en zebrafisk slår och gör en 3D-rekonstruktion av dess takt, "sa Jorge Ripoll, professor vid UC3M Institutionen för bioingenjör och rymdteknik och medgrundare av 4D Nature med Alicia Arranz och César Nombela. "Det kan användas för många studier relaterade till hjärt -kärlsjukdomar, och för att bättre förstå hur hjärtat fungerar. "

Enligt dess skapare, denna teknik representerar nästa steg i konfokalmikroskopi, som har revolutionerat biomedicinens värld under de senaste två decennierna. QIs-scope kan ta 200 bilder i sekunden, jämfört med de cirka fem bilderna per sekund av ett modernt konfokalt mikroskop. Förutom sin hastighet, den kan markera celler eller molekylära processer med olika färger med sina fyra lasrar, som kan ökas till sex. "Detta gör det möjligt att övervaka upp till sex olika celler eller sex olika celltyper i samma prov, sa Ripoll, som bedriver sin forskning vid UC3M Biomedical Imaging and Instruments Group (BiiG).

Denna maskin kan observera vad som händer på cellnivå vid vävnadsutveckling eller organens inre funktion. "Om cellerna är markerade med fluorescerande proteiner, du kan göra en specifik övervakning av vad som händer på cellnivå i varje organ, "sa Ripoll." Vi genererar en ljusstråle med en laser. Den ljusstrålen väcker fluorescens, och när ljusstrålen flyttas, vi får en 3D-bild av exemplaret. "

QIs-scope har tillämpningar inom sektorn för biomedicinsk bildbehandling. Det är användbart i molekylärbiologisk forskning eller utvecklingslaboratorier för att studera hela organ eller i modeller av in vivo -djur. Faktiskt, mätningarna av zebrafiskens hjärta togs i samarbete med Nadia Mercaders grupp från National Center for Cardiovascular Research. Också, Det kan vara av intresse för kliniker och läkemedelscentra som använder de traditionella konfokalmikroskopen. Dessutom, den kan användas för att övervaka vätskans kvalitet och förekomsten av föroreningar för att göra 3D-bilder av transparenta material. Det kan appliceras genom användning av andra våglängder i det elektromagnetiska spektrumet (terahertz eller mikrovågsugn, till exempel) i bilder av ogenomskinliga material.

Nyckeln till hur QI-omfattningen fungerar fungerar i programvaran, för att ta mätningar i olika positioner av ett exemplar med en hastighet av 200 bilder per sekund, det är nödvändigt att samordna en uppsättning lasrar, motorer, kameror och filter mycket effektivt. Den höga mäthastigheten gör det möjligt att observera flera vinklar på provet. Detta förbättrar upplösningen och kvaliteten på de rekonstruerade data, men det kräver komplex programvara för att kombinera alla dessa mätningar. "Vårt mål är att QI-omfattningen ska vara enkel att använda med intuitiv programvara, så att användaren kan se exemplaret och välja var skanningen ska göras, välj excitationsfärgerna och skapa en tredimensionell bild med så många färger som valdes. "