Vedere il significato più profondo della vita
La microscopia non lineare, compresa quella a due fotoni e multi-fotone, sta procedendo a grandi passi verso l'alta risoluzione e la visualizzazione tridimensionale delle cellule e dei tessuti. Gli impulsi luminosi ultracorti hanno picchi di potenza elevati con bassa energia, permettendo così di ottenere una buona risoluzione senza danneggiare le cellule circostanti. Il progetto STELUM ("Spatio-temporal engineering of light. Ultimate multiphoton microscopy"), finanziato dall'UE, ha sfruttato le caratteristiche aggiuntive degli impulsi per una visualizzazione ulteriormente potenziata. I ricercatori presso il "Super-resolution Light Microscopy & Nanoscopy Lab" hanno impiegato la sagomazione del fascio per modificare le caratteristiche spaziali e temporali dell'impulso nella microscopia fluorescente a due fotoni tramite l'ottica adattiva, basandosi sulle prestazioni singolari di un sensore di fronte d'onda HASO e uno spechio deformabile Mirao 52-e. Per la prima volta in assoluto è stato possibile misurare e correggere, in un unico passaggio, le aberrazioni indotte nei campioni durante la microspia non lineare. Inoltre, la correzione è avvenuta senza alcuna modifica del campione, permettendo di ottenere un migliore contrasto e una maggiore risoluzione trasversa e profondità di immagine. Quando applicata a campioni biologici fissi o in vivo, come tessuti viventi di C. Elegans e cerebrali, la tecnica è stata in grado di migliorare di oltre 10 volte l'intensità del segnale. STELUM ha anche sviluppato un prototipo plug & play combinato con algoritmi specifici per correggere le aberrazioni dalle penetrazioni profonde, ora pronto per la commercializzazione. Benché applicati in laboratorio, gli algoritmi non erano disponibili sul mercato.I ricercatori stanno inoltre lavorando allo sviluppo di un endoscopio multi-fotone per applicazioni cliniche. Per garantire l'utilizzo appropriato di un tale endoscopio, i ricercatori STELUM hanno sviluppato un interfaccia utente grafica che faciliterà la caratterizzazione. Queste attività d'avanguardia per il potenziamento delle performance della microscopia non lineare per l'imaging ad alta risoluzione delle cellule viventi saranno bene accolte da molti ricercatori. Riuscire a comprendere i meccanismi delle funzioni biologiche aiuterà a sviluppare applicazioni cliniche di grande impatto per i cittadini dell'UE e per la loro qualità della vita.
Parole chiave
Microscopia non lineare, a due fotoni, Second Harmonic Generation, plasmare l'impulso, fronte d'onda, aberrazioni, Non-Lnear Guide Star, infrarosso, alta risoluzione, cellule viventi
