Dostrzeganie głębszego sensu życia
Mikroskopia nieliniowa obejmująca mikroskopię dwufotonową i multifotonową wkracza na nowy teren, umożliwiając wysokorozdzielczą, trójwymiarową wizualizację komórek i tkanek. Ultrakrótkie impulsy świetlne wykorzystywane w tej technologii charakteryzują się wysoką mocą szczytową i niską energią impulsu, zapewniając dobrą rozdzielczość bez szkodliwego wpływu na pobliskie komórki. W ramach finansowanego przez UE projektu "Spatio-temporal engineering of light. Ultimate multiphoton microscopy" (STELUM) zbadano dodatkowe cechy impulsów w celu maksymalnej poprawy wizualizacji. Badacze z laboratorium mikroskopii i nanoskopii świetlnej bardzo wysokiej rozdzielczości wykorzystali technikę kształtowania wiązki do modyfikowania właściwości przestrzennych i czasowych impulsu w dwufotonowej mikroskopii fluorescencyjnej z użyciem optyki adaptacyjnej. Było to możliwe dzięki wyjątkowym właściwościom czujnika czoła fali HASO i lustra deformowanego Mirao 52-e. Po raz pierwszy w historii było możliwe jednoetapowe mierzenie i korygowanie aberracji indukowanych przez próbkę w mikroskopii nieliniowej. Ponadto korekcja była wykonywana bez żadnych modyfikacji próbki. Pozwoliło to uzyskać większy kontrast, lepszą rozdzielczość poprzeczną i większą głębię obrazu. W zastosowaniu do próbek utrwalonych i próbek biologicznych in vivo, na przykład żywych okazów C. Elegans i tkanki mózgowej, technika ta pozwoliła zwiększyć natężenie sygnału ponad 10-krotnie. W ramach projektu STELUM opracowano również gotowy do użytku i wprowadzenia na rynek prototyp wraz ze specjalnymi algorytmami do korekcji aberracji w wyniku głębokich penetracji. Choć tego typu algorytmy stosowano już w laboratoriach, dotychczas nie były one dostępne na rynku. Naukowcy pracują także nad opracowaniem endoskopu multifotonowego do zastosowań klinicznych. Aby zapewnić prawidłową obsługę takiego endoskopu, opracowano przyjazny dla użytkownika interfejs graficzny, który bardzo ułatwi charakteryzowanie impulsów przy minimalnych modyfikacjach platformy mikroskopowej. Pionierskie działania poprawiające skuteczność mikroskopii nieliniowej dla potrzeb wysokorozdzielczego obrazowania żywych komórek zostaną z radością przyjęte przez społeczność naukowców. Zgłębienie mechanizmów czynności biologicznej pomoże w opracowaniu zastosowań klinicznych, które wpłyną na obywateli UE i ich jakość życia.
