A análise de última geração de amostras biológicas por microscopia de luz inclui uma vasta variedade de técnicas que vão desde microscopia de campo brilhante convencional e microscopia de contraste de fase até microscopia confocal de varredura a laser de alta resolução e técnicas de microscopia de super resolução recentemente desenvolvidas, como depleção de emissão estimulada (STED) ou microscopia óptica de reconstrução estocástica (STORM) que anula o limite de difração de Abbe.

Apesar da disponibilidade destes sofisticados, técnicas de super resolução, a visualização reproduzível de células e a identificação de estruturas subcelulares em amostras biológicas ainda requerem coloração com corantes ou imunomarcação por anticorpos para antígenos celulares específicos.

Geralmente, a observação in vitro de células vivas pode fornecer informações valiosas sobre sua estrutura e dinâmica, incluindo a organização de organelas e a transdução de sinais químicos envolvidos nas interações célula-célula e célula-matriz. Infelizmente, há um uso limitado para imagens in vitro de longo prazo, pois a maioria das tecnologias de microscopia de alta resolução requer tecidos ou células processadas / fixadas. Como microscopia óptica de alta resolução e imagens de fluorescência geralmente requerem usuários altamente qualificados, equipamentos caros e manutenção, a nova tecnologia de imagem in vitro de microscopia holográfica digital em linha (DIHM) apresentada abre um vasto campo de aplicações para usuários padrão. Este sistema óptico analítico oferece resultados rápidos e reproduzíveis a baixo custo. Além disso, ele elimina a necessidade de encaminhamento para laboratórios especializados e é facilmente implementado como uma ferramenta de diagnóstico para médicos (clínicos gerais e especialistas).

DIHM é baseado na reconstrução numérica de um holograma gravado digitalmente. Permite a aquisição de ambos, a amplitude e as informações de fase de uma frente de onda moldada pela amostra microscópica. A vantagem do DIHM está na simplicidade de sua configuração:o microscópio consiste em um diodo emissor de luz (LED) como fonte de iluminação, filtragem apropriada para aprimoramento de coerência e um sensor de imagem. O algoritmo de processamento de dados abrangente transforma os hologramas gravados em uma imagem de microscópio por abordagem de espectro angular e filtragem digital. Em geral, a resolução de tal microscópio é fortemente influenciada pelo comprimento de coerência espacial da iluminação, que pode ser aprimorado através da redução da área de emissão, cortando uma parte da frente da onda com o orifício ou usando um nanoLED semelhante a uma ponta. Os arranjos nanoLED desenvolvidos dentro do projeto ChipScope do programa EU Horizon 2020 irão permitir o aprimoramento da resolução de imagem compatível com a microscopia óptica convencional.

Microscópio DIHM sem lente

Este fato torna a microscopia sem lente uma ferramenta ideal para o diagnóstico médico em áreas remotas, uma vez que não há necessidade do médico trazer e manter grandes, dispositivos de análise pesados ​​e sensíveis. Um simples laptop e um microscópio sem lente do tamanho de uma mala são suficientes para, por exemplo, fazer um diagnóstico de parasita a partir de amostras de fluidos corporais (por exemplo, malária, Amoeba etc.). A construção robusta permite um rápido análise confiável e automatizada da amostra combinando não apenas microscopia de luz de alta resolução, mas também implementando técnicas de análise modernas baseadas na detecção de alterações no DNA humano, identificação de genomas virais e caracterização imunológica em um dispositivo.

Para fornecer a mais alta sensibilidade à luz e resolução óptica, o sistema é equipado com uma câmera normal em tons de cinza para funcionar em um modo de campo claro de imagem de várias células. Este novo microscópio sem lente é equipado com um sistema de canal de fluxo microfluídico para lidar com células vivas e imagens.