Ett internationellt team av fysiker hittade ett nytt sätt att förbättra bilder som erhållits genom fluorescensmikroskopi. Metoden är baserad på adaptiv optik och innebär en automatisk korrigering av avvikelser. Dessutom, denna korrigering är baserad på kvaliteten på enskilda pixlar, snarare än bilden som helhet. Detta hjälper till att undvika omkalibrering av mikroskop vid förändring av provet. Som ett resultat, mikroskopi kan påskyndas avsevärt. Resultaten publiceras i PLOSS ETT .
Fluorescerande mikroskopi ger en förstorad bild av ett objekt på grund av luminescensen av exciterade atomer och molekyler i provet. Trots låg upplösning, fluorescerande mikroskopi kan visualisera den inre strukturen hos levande celler och små organismer. Därför, denna metod är för närvarande efterfrågad inom biologi och medicin. Dock, icke-enhetlighet i brytningsindexet för provet resulterar i en förvrängd eller avvikande bild. Forskare och ingenjörer letar ständigt efter sätt att kompensera för avvikelser och förbättra bildkvaliteten.
För detta ändamål kan adaptiva optiska element användas. De kan automatiskt korrigera den optiska aberrationen för varje prov. I fluorescensmikroskopi, där mängden ljus är låg, vågfronts sensorlösa metoder är att föredra. I dessa metoder uppskattas aberrationen av det adaptiva elementet genom att beräkna en bildkvalitetsmätning. "Tidigare, vi beskrev ett mått som ger den snabbaste och mest tillförlitliga vågfrontsuppskattningen. Den är baserad på andra ögonblicks luminescens och passar fluorescerande mikroskopi bra. Med den kan vi minimera det totala antalet mätningar för att undvika fotoblekning, "säger Oleg Soloviev, professor vid Delft University of Technology och ITMO University.
Dessa fynd blev en grund för den nya metoden för datorutvärdering av bildkvalitet. Huvudproblemet med denna metod var att varje prov krävde en ny kalibrering. Forskarna försökte förenkla det och skapade mikroskopet vars bildkvalitetsbedömning beror på formen av enskilda punkter. Provet i sig påverkar inte optiska justeringar, så att mikroskopet kan anpassa sig till vilket objekt som helst.
Enligt forskarna, idén med denna studie dök upp inom ett tidigare arbete inom området fluorescerande mikroskopi. "Efter teoretiska beräkningar och modellering testade vi vår metod i praktiken, med två mikroskop. Den första skapades ursprungligen enligt principen om adaptiv optik. Det andra var ett vanligt mikroskop för studentpraxis. Vi jämförde kvaliteten på bilderna som erhållits på båda mikroskop och såg att vår metod var framgångsrik. Till sist, vi utförde en statistisk analys och validering av metoden i jämförelse med tidigare erhållna data, "konstaterar Paolo Pozzi, Ph.D., forskare vid Delft University of Technology.
För närvarande, forskarna försöker avancera den utvecklade metoden så att olika defekter i bilden av ett prov skulle korrigeras individuellt. "Vi gjorde systemet som förbättrar bildens övergripande kvalitet. Men problemet är att vi tillämpade samma korrigering överallt i synfältet. Nu arbetar vi med en teknik som hjälper till att justera defekter i enskilda delar av bilden och därför nå högre upplösning, "tillägger Pozzi.
