Nanomicroscopia virtuală: Explorarea țesuturilor biologice la nivel celular
Ce este nanomicroscopia virtuală?
Nanomicroscopia virtuală este o tehnologie nouă care permite oamenilor de știință să creeze imagini cu zoom ale țesutului biologic la nivel celular. Aceasta combină mii de imagini individuale obținute cu microscopul electronic pentru a crea un întreg coerent și interactiv. Acest lucru permite observatorilor să exploreze structura țesutului în detaliu fără precedent, de la o vedere la nivel de țesut până la interiorul celulelor individuale.
Cum funcționează nanomicroscopia virtuală?
Nanomicroscopia virtuală începe prin colectarea a mii de imagini ușor suprapuse folosind un microscop electronic. Aceste imagini sunt apoi îmbinate utilizând un program software automat. Programul utilizează metadate despre orientarea imaginilor individuale și un algoritm care compară caracteristici similare în fiecare imagine pentru a determina exact unde ar trebui să fie plasate.
Imaginea rezultată este un fișier masiv care poate fi mărit și micșorat pentru a dezvălui diferite niveluri de detaliu. De exemplu, imaginea embrionului de pește-zebră prezentată în articol este compusă din peste 26.000 de imagini individuale și cântărește în total 281 de gigapixeli. Acest lucru permite observatorilor să treacă de la o imagine mărită a întregului embrion la o vedere detaliată a unor structuri, cum ar fi un nucleu, dintr-o celulă specifică.
Beneficiile nanomicroscopiei virtuale
Nanomicroscopia virtuală oferă mai multe beneficii față de microscopia electronică tradițională. În primul rând, permite oamenilor de știință să creeze o imagine 3D completă a unei probe de țesut. Acest lucru este în contrast cu microscopia electronică tradițională, care poate capta doar imagini 2D ale unor zone mici de țesut.
În al doilea rând, nanomicroscopia virtuală permite oamenilor de știință să exploreze probele de țesut într-un mod nedistructiv. Microscopia electronică tradițională necesită ca probele să fie conservate într-un mod care le poate deteriora structura. Nanomicroscopia virtuală, pe de altă parte, nu necesită nicio preparare a probelor, astfel încât poate fi utilizată pentru a studia țesutul viu.
În al treilea rând, nanomicroscopia virtuală este mult mai rapidă decât microscopia electronică tradițională. Poate dura ore sau chiar zile pentru a colecta și procesa o singură imagine cu microscopul electronic. Nanomicroscopia virtuală, pe de altă parte, poate fi utilizată pentru a crea o imagine 3D completă a unei probe de țesut în câteva minute.
Aplicațiile nanomicroscopiei virtuale
Nanomicroscopia virtuală are o gamă largă de aplicații în cercetarea biologică. Poate fi utilizată pentru a studia structura celulelor, țesuturilor și organelor. De asemenea, poate fi utilizată pentru a urmări dezvoltarea embrionilor și pentru a investiga efectele medicamentelor și toxinelor asupra celulelor.
În articol, cercetătorii au folosit nanomicroscopia virtuală pentru a analiza embrionul de pește-zebră, țesutul pielii umane, un embrion de șoarece și celulele renale de șoarece. Au descoperit că nanomicroscopia virtuală poate fi utilizată pentru a identifica noi structuri în celule și pentru a urmări mișcarea celulelor în timp.
Concluzie
Nanomicroscopia virtuală este un instrument nou și puternic care revoluționează modul în care oamenii de știință studiază țesutul biologic. Oferă o serie de avantaje față de microscopia electronică tradițională, inclusiv capacitatea de a crea imagini 3D complete ale probelor de țesut, de a explora probele de țesut într-un mod nedistructiv și de a face acest lucru mult mai rapid decât microscopia electronică tradițională. Drept urmare, nanomicroscopia virtuală este de așteptat să joace un rol major în cercetarea biologică în anii următori.