Un team internazionale di fisici ha trovato un nuovo modo per migliorare le immagini ottenute dalla microscopia a fluorescenza. Il metodo si basa sull'ottica adattiva e implica una correzione automatica delle aberrazioni. Inoltre, questa correzione si basa sulla qualità dei singoli pixel, piuttosto che l'immagine nel suo insieme. Questo aiuta a evitare la ricalibrazione del microscopio in caso di cambio del campione. Di conseguenza, la microscopia può essere notevolmente accelerata. I risultati sono pubblicati in PI UNO .
La microscopia fluorescente fornisce un'immagine ingrandita di un oggetto a causa della luminescenza di atomi e molecole eccitati nel campione. Nonostante la bassa risoluzione, la microscopia a fluorescenza è in grado di visualizzare la struttura interna delle cellule viventi e dei piccoli organismi. Perciò, questo metodo è attualmente richiesto in biologia e medicina. Però, la non uniformità dell'indice di rifrazione del campione determina un'immagine distorta o aberrata. Scienziati e ingegneri sono costantemente alla ricerca di modi per compensare le aberrazioni e migliorare la qualità dell'immagine.
A tale scopo possono essere utilizzati elementi ottici adattativi. Possono correggere automaticamente l'aberrazione ottica per ogni campione. Nella microscopia a fluorescenza, dove la quantità di luce è bassa, sono preferibili metodi sensorless del fronte d'onda. In questi metodi l'aberrazione è stimata dall'elemento adattivo calcolando alcune metriche di qualità dell'immagine. "In precedenza, abbiamo descritto una metrica che fornisce la stima del fronte d'onda più veloce e affidabile. Si basa sulla luminescenza del secondo momento e si adatta bene alla microscopia a fluorescenza. Usandolo possiamo ridurre al minimo il numero totale di misurazioni in modo da evitare il foto-sbiancamento, "dice Oleg Soloviev, professore alla Delft University of Technology e alla ITMO University.
Questi risultati sono diventati la base per il nuovo metodo di valutazione computerizzata della qualità dell'immagine. Il problema principale di questo metodo era che ogni campione richiedeva una nuova calibrazione. Gli scienziati hanno cercato di semplificarlo e hanno creato il microscopio la cui valutazione della qualità dell'immagine dipende dalla forma dei singoli punti. Il campione stesso non influenza le regolazioni ottiche, in modo che il microscopio possa adattarsi a qualsiasi oggetto.
Secondo gli scienziati, l'idea di questo studio è apparsa all'interno di un precedente lavoro nel campo della microscopia a fluorescenza. "Dopo calcoli teorici e modellizzazione abbiamo testato il nostro metodo in azione, utilizzando due microscopi. Il primo è stato inizialmente creato sul principio dell'ottica adattiva. Il secondo era un normale microscopio per la pratica degli studenti. Abbiamo confrontato la qualità delle immagini ottenute su entrambi i microscopi e abbiamo visto che il nostro metodo ha avuto successo. Finalmente, abbiamo condotto un'analisi statistica e validazione del metodo rispetto ai dati precedentemente ottenuti, " nota Paolo Pozzi, dottorato di ricerca, ricercatore presso la Delft University of Technology.
Attualmente, gli scienziati cercano di far avanzare il metodo sviluppato in modo che vari difetti nell'immagine di qualsiasi campione vengano corretti individualmente. "Abbiamo realizzato il sistema che migliora la qualità complessiva dell'immagine. Tuttavia, il problema è che abbiamo applicato la stessa correzione ovunque nel campo visivo. Ora stiamo lavorando su una tecnologia che aiuterà a regolare i difetti nelle singole regioni dell'immagine e quindi a raggiungere una risoluzione più elevata, "aggiunge Pozzi.
