Um dos caminhos de pesquisa mais vitais em genética é a relação entre genes e crescimento embrionário. Não invasivo, A imagem 3D de corpo inteiro de embriões é altamente importante para estabelecer essas relações, a fim de determinar o impacto de genes específicos no desenvolvimento. Os camundongos são um modelo de pesquisa amplamente difundido em genética, mas a captura de imagens 3-D do desenvolvimento fetal de camundongos requer maior resolução e maior rendimento do que a micro tomografia computadorizada convencional (micro-CT) pode fornecer.

O advento do micro-CT foi como a aquisição repentina de uma superpotência, permitindo que os pesquisadores criem imagens do interior de objetos e organismos de forma não invasiva pela primeira vez. A informação recolhida por sistemas micro-CT é compilada em informação fatia a fatia, fornecer uma visão de qualquer seção transversal de uma amostra.

Basicamente, a tecnologia é uma técnica avançada de transmissão de raios-X. Um gerador emite raios X que viajam através de uma amostra e atingem um detector no lado oposto. A amostra é girada e gerada por uma fração de grau repetidamente em 180 ou 360 graus, resultando em uma radiografia 3D completa. Os pesquisadores estão constantemente buscando reduzir os tempos de aquisição e, ao mesmo tempo, aumentar a resolução para adquirir imagens de processos in vivo que a tecnologia atual é muito lenta para capturar.

Um colaborador internacional de engenheiros e pesquisadores agora relata o desenvolvimento de um sistema de micro-CT em escala de laboratório usando uma fonte de luz de raios-X compacta baseada em plasma a laser, que eles usaram para escanear um embrião de rato, um alvo em escala centimétrica, em alta resolução. Eles relataram seus resultados no Proceedings of the National Academy of Sciences .

A aceleração de plasma é uma técnica para acelerar partículas carregadas usando estruturas de plasma de alto gradiente. Nesse caso, a radiação foi gerada pelo movimento do betatron dos elétrons dentro de um diluído, plasma transitório, que superou as limitações das fontes de radiação micro-CT anteriores usando ânodos sólidos ou líquidos convencionais. "Mostramos isso com a fonte de betatron laser, obtemos imagens de embriões de qualidade equivalente à do scanner de bancada, mas com um único pulso de laser, em vez da exposição de vários segundos necessária com o tubo de raios-X, "escrevem os autores.

Eles relatam que seu dispositivo tem uma energia de fóton mais alta do que a usada para demonstrar a tomografia de contraste de fase de amostras de insetos. Eles aumentaram a profundidade de penetração de raios-X e melhoraram a relação sinal-ruído, resultando em imagens de qualidade superior às produzidas por scanners de microfoco comerciais.

Produzindo em alta resolução, detalhes em nível submicrométrico têm sido um dos principais objetivos no desenvolvimento de micro-TC, mas os pesquisadores enfatizam que precisarão continuar refinando sua tecnologia antes que ela esteja pronta para produção comercial. Uma desvantagem é uma menor eficiência de conversão de raios-X em óptica, resultando na necessidade de múltiplas exposições e tempos de varredura mais longos. Por causa da baixa taxa de repetição do laser, a varredura do embrião de camundongo levou várias horas. "Isso pode ser resolvido com a atualização do sistema de laser que aciona o acelerador, "eles escrevem. Mas eles acreditam que sua técnica resultará em fontes compactas de raios-X para imagens rápidas de amostras biológicas moles com resolução sem precedentes.

© 2018 Medical Xpress