Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) desenvolveram um novo método de microscopia de fluorescência:a nanoscopia STEDD (Stimulation Emission Double Depletion) produz imagens de alta resolução com fundo suprimido. O novo método produz uma qualidade de imagem aprimorada, o que é vantajoso ao analisar tridimensional, estruturas subcelulares densamente arranjadas. STEDD, um desenvolvimento adicional do método STED, agora é apresentado em Nature Photonics .

A microscopia óptica é amplamente aplicada no setor de ciências da vida. Entre outros, é usado para examinar células vivas de forma minimamente invasiva. Resolução de microscopia de luz convencional, Contudo, é limitado a metade do comprimento de onda da luz, ou seja, cerca de 200 nm, de forma que as melhores estruturas celulares fiquem desfocadas na imagem. Nos últimos anos, Vários métodos de nanoscopia foram desenvolvidos para superar o limite de difração e produzir imagens de alta resolução. Stefan W. Hell, Eric Betzig, e William Moerner receberam o Prêmio Nobel de Química por seus métodos de nanoscopia em 2014. Agora, pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) refinaram o método de nanoscopia STED (Simulated Emission Depletion) desenvolvido pela Hell, modificando a aquisição de imagens de forma que o fundo seja suprimido de forma eficiente. A qualidade de imagem aprimorada resultante é particularmente vantajosa para a análise quantitativa de dados tridimensionais, moléculas densamente arranjadas e estruturas celulares. O novo método de nanoscopia denominado STEDD (Stimulated Emission Double Depletion) desenvolvido pela equipe do Professor Gerd Ulrich Nienhaus do Instituto de Física Aplicada (APH) e Instituto de Nanotecnologia (INT) do KIT é apresentado em Nature Photonics .

Na microscopia de fluorescência, a amostra a ser estudada é escaneada com um feixe de luz fortemente focado para fazer as moléculas do corante emitirem luz fluorescente. Os quanta de luz são registrados pixel por pixel para construir a imagem. Na nanoscopia STED, o feixe de excitação usado para varredura é sobreposto por outro feixe, o chamado feixe STED. Sua intensidade de luz está localizada ao redor do feixe de excitação. No centro, é zero. Além disso, o feixe STED é deslocado para comprimentos de onda mais altos. O feixe STED usa o efeito físico que foi descrito pela primeira vez por Albert Einstein 100 anos atrás, nomeadamente, emissão estimulada, para desligar a excitação fluorescente em todos os lugares, exceto no centro onde o feixe STED tem intensidade zero. Desta maneira, a excitação é confinada e um ponto de luz mais nítido resulta na digitalização. A imagem STED altamente resolvida, Contudo, sempre tem um fundo de baixa resolução, que é devido à depleção estimulada incompleta e excitação de fluorescência pelo próprio feixe STED.

A equipe de Gerd Ulrich Nienhaus agora estendeu este método STED por outro feixe STED. O feixe STED2 segue o feixe STED com um certo atraso e elimina o sinal útil no centro, de modo que apenas a excitação de fundo permanece. "O método STED é baseado na gravação de duas imagens, "O professor Nienhaus explica." Os fótons registrados antes e depois da chegada do feixe STED2 contribuem para a primeira e a segunda imagem, respectivamente. "A segunda imagem contendo apenas o fundo é subtraída pixel por pixel, com um fator de peso específico, da primeira imagem que contém o sinal útil mais o fundo. O resultado é uma imagem sem fundo de alta resolução.