Glóbulos rojos en 3D por microscopía de desenfoque

Dibujo20140414 total 3d imaging of red blood cells in hypotonic - isotonic - hypertonic solutions

La microscopía por desenfoque es una nueva técnica de microscopía óptica de campo brillante capaz de lograr imágenes en 3D de las superficies externa e interna de objetos transparentes. Para los glóbulos rojos de la sangre se obtienen imágenes de la bicapa lípida de la membrana celular que están separadas por tan solo 300 nm.

Se han visualizado glóbulos rojos inmersos en soluciones hipotónicas (200 mOsm/kg), isotónicas (300 mOsm/kg) e hipertónicas (400 mOsm/kg) que muestran grandes diferencias en adhesión al sustrato de vidrio (como muestra la figura que abre esta entrada). El artículo técnico es Paula M. S. Roma et al., “Total 3D imaging of phase objects using defocusing microscopy: application to red blood cells,” arXiv:1404.2968 [physics.bio-ph], 10 Apr 2014.

Dibujo20140414 red blood cell model and contrast images at different defocusing distances

Los objetos transparentes son invisibles en un microscopio óptico de campo brillante, pero se hacen visibles gracias al desenfoque que introduce una diferencia de fase entre las imágenes de orden cero difractada y no difractada. La imagen de contraste entre ambas imágenes permite estimar la fase de la componente eléctrica del campo óptico y reconstruir la perfil de la altura del objeto sobre el sustrato de vidrio. Para ello se utiliza la teoría de la difracción de Fresnel para el campo óptico sin polarización (se supone que la componente eléctrica es escalar). 

Paula M. S. Roma (Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil) y sus colegas logran el desenfoque moviendo el objetivo del microscopio. Se usan las dos imágenes de un microscopio bifocal. Para un microscopio con un objetivo 100X el efecto de desenfoque para una distancia de 1 μm se obtiene desplazando uno de los objetivos 1 cm mantiendo el otro fijo (para lograr la diferencia de longitud óptica entre ambos). 

En conclusión, la microscopía óptica de desenfoque es una técnica “barata” para obtener imágenes 3D de objetos transparentes, como los glóbulos rojos, que puede ser fácilmente adoptada por cualquier microscopista.



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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 14 abril, 2014
Categoría(s): ✓ Ciencia • Noticias • Óptica • Science
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