Les scientifiques ont développé une technique révolutionnaire d’imagerie tridimensionnelle à pixel unique (3D-SPI) basée sur l’éclairage d’un champ lumineux 3D. Cette méthode permet une imagerie haute résolution d’objets microscopiques. L’approche 3D-SPI peut potentiellement révolutionner la visualisation de divers contrastes d’absorption biologique, de morphologie cellulaire et de croissance, présentant ainsi de nouvelles opportunités dans la recherche biomédicale et la détection optique. (Concept de l’artiste en imagerie microscopique.)
Les chercheurs ont mis au point une méthode 3D-SPI qui permet l’imagerie haute résolution d’objets microscopiques, présentant ainsi une approche transformatrice pour la future recherche biomédicale et la détection optique.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Lei Gong de l’Université des sciences et technologies (USTC) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) et ses collaborateurs ont développé une approche d’imagerie tridimensionnelle à pixel unique (3D-SPI) basée sur la lumière 3D. d’éclairage de champ(3D-LFI), qui permet l’imagerie volumétrique d’objets microscopiques avec une résolution optique 3D proche de la limite de diffraction. Ils ont en outre démontré sa capacité de visualisation 3D du contraste d’absorption optique sans étiquette en imagerie de cellules d’algues uniques in vivo.
L’étude intitulée « Imagerie volumétrique optique à un seul pixel par illumination tridimensionnelle du champ lumineux » a été publiée récemment dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).
Diagramme schématique de la technique 3D-SPI. Crédit : Image de LIU Yifan
Avantages du SPI
L’imagerie à pixel unique (SPI) est devenue une modalité d’imagerie 3D attrayante. Grâce à des détecteurs à pixel unique au lieu des capteurs matriciels conventionnels, les performances du SPI dépassent celles conventionnelles en termes de plage spectrale, d’efficacité de détection et de réponse temporelle. De plus, les caméras unicellulaires surpassent les méthodes d’imagerie conventionnelles à faible intensité et à faible luminosité.photon Niveau et résolution de synchronisation précise.
Défis et avancées
Les techniques 3D-SPI dépendent généralement du temps de vol (TOF) ou de la stéréovision pour extraire les informations de profondeur. Cependant, les implémentations existantes ne peuvent au mieux atteindre qu’un niveau millimétrique, ce qui est incapable d’imager des objets microscopiques comme les cellules.
Pour dépasser la limite de résolution, les chercheurs ont construit un prototype 3D-LFI-SPM. En conséquence, le prototype atteint un volume d’imagerie d’environ 390×390×3 800 μm3 et une résolution allant jusqu’à 2,7 μm latéralement et 37 μm axialement. Ils ont réalisé une imagerie 3D sans étiquette de la vie Hématococcus pluvialis cellules et a réussi à compter les cellules vivantes in situ.
Applications potentielles
Comme on pouvait s’y attendre, l’approche peut être appliquée pour visualiser divers contrastes d’absorption d’échantillons biologiques. Grâce à la capacité d’imagerie résolue en profondeur, les scientifiques pourraient potentiellement être en mesure de surveiller la morphologie et la croissance cellulaires in situ à l’avenir. La recherche ouvre la porte à un SPI 3D haute performance avec des applications dans la recherche biomédicale et la détection optique.
