Uma equipe internacional de físicos encontrou uma nova maneira de melhorar as imagens obtidas por microscopia de fluorescência. O método é baseado em óptica adaptativa e implica uma correção automática de aberrações. Além disso, esta correção é baseada na qualidade de pixels individuais, em vez da imagem como um todo. Isso ajuda a evitar a recalibração do microscópio no caso de troca da amostra. Como resultado, a microscopia pode ser significativamente acelerada. Os resultados são publicados em PLОS ONE .
A microscopia fluorescente fornece uma imagem ampliada de um objeto devido à luminescência de átomos e moléculas excitadas na amostra. Apesar da baixa resolução, a microscopia fluorescente é capaz de visualizar a estrutura interna de células vivas e pequenos organismos. Portanto, este método está atualmente em demanda na biologia e na medicina. Contudo, a não uniformidade do índice de refração da amostra resulta em uma imagem distorcida ou aberrada. Cientistas e engenheiros estão constantemente procurando maneiras de compensar as aberrações e melhorar a qualidade da imagem.
Para este propósito, podem ser usados elementos ópticos adaptativos. Eles podem corrigir automaticamente a aberração óptica para cada amostra. Na microscopia de fluorescência, onde a quantidade de luz é baixa, métodos sem sensores de frente de onda são preferíveis. Nestes métodos, a aberração é estimada pelo elemento adaptativo por meio do cálculo de alguma métrica de qualidade de imagem. "Anteriormente, descrevemos uma métrica que fornece a estimativa de frente de onda mais rápida e confiável. É baseado na luminescência de segundo momento e se adapta bem à microscopia fluorescente. Com ele podemos minimizar o número total de medições de modo a evitar o foto-branqueamento, "diz Oleg Soloviev, professor da Delft University of Technology e da ITMO University.
Essas descobertas se tornaram a base para o novo método de avaliação computacional da qualidade da imagem. O principal problema desse método era que cada amostra exigia uma nova calibração. Os cientistas tentaram simplificá-lo e criaram o microscópio cuja avaliação da qualidade da imagem depende da forma dos pontos individuais. A amostra em si não influencia os ajustes ópticos, para que o microscópio possa se adaptar a qualquer objeto.
De acordo com os cientistas, a ideia deste estudo surgiu dentro de um trabalho anterior no campo da microscopia fluorescente. "Após cálculos teóricos e modelagem, testamos nosso método em ação, usando dois microscópios. O primeiro foi criado inicialmente com base no princípio da óptica adaptativa. O segundo era um microscópio comum para a prática dos alunos. Comparamos a qualidade das imagens obtidas em ambos os microscópios e vimos que nosso método foi bem-sucedido. Finalmente, realizamos uma análise estatística e validação do método em comparação com os dados obtidos anteriormente, "observa Paolo Pozzi, Ph.D., pesquisador da Delft University of Technology.
Atualmente, os cientistas tentam avançar o método desenvolvido de forma que vários defeitos na imagem de qualquer amostra sejam corrigidos individualmente. “Fizemos um sistema que melhora a qualidade geral da imagem. No entanto, o problema é que aplicamos a mesma correção em todo o campo de visão. Agora estamos trabalhando em uma tecnologia que ajudará a ajustar defeitos em regiões individuais da imagem e, portanto, alcançar uma resolução mais alta, "acrescenta Pozzi.
