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Buenos dispositivos ópticos: Mejorar la sensibilidad a nivel de molécula única en la microscopía confocal

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Sensibilidad a nivel de molécula única en la microscopía confocal

Desde su lanzamiento en el año 2019, los objetivos X Line de Olympus han sido el producto estrella de la gama de objetivos dedicada a las ciencias de la vida de la empresa, lo que los ha llevado a formar el eje de los sistemas de procesamiento de imágenes. No obstante, su éxito no se detiene ahí. Estos dispositivos ópticos galardonados también han ido integrando muchos otros sistemas microscópicos de vanguardia diseñados por otras empresas.

Como ejemplo, es grato nombrar un sistema de microscopio confocal diseñado por PicoQuant.

PicoQuant es un proveedor líder de instrumentos dedicados al procesamiento de imágenes como, por ejemplo, láseres de diodo pulsados y dispositivos de adquisición de datos con resolución temporal, recuento monofotónico y fluorescencia. Su enfoque radica en desarrollar sistemas altamente sensibles, modulares y fáciles de usar para brindar apoyo a los investigadores en los siguientes campos científicos: biología, física, ciencia de los materiales y química.

Como parte de una relación colaborativa de hace muchos años con Olympus, PicoQuant probó los objetivos X Line en su microscopio confocal de resolución temporal MicroTime200. Este sistema, que se muestra en la Figura 1, proporciona una sensibilidad a nivel de molécula única y resolución temporal en picosegundos.

Microscopio confocal de resolución temporal con sensibilidad a nivel de molécula única
Figura 1. El microscopio confocal de resolución temporal MicroTime 200 de PicoQuant proporciona sensibilidad a nivel de molécula única para estudios científicos de vanguardia.

¿Cómo los dispositivos ópticos X Line mejoran el rendimiento de los sistemas avanzados de procesamiento de imágenes?

Los objetivos X Line aportan una ventaja única a los sistemas microscópicos avanzados mediante mejoras simultáneas en tres áreas cruciales: apertura numérica, planitud de la imagen y corrección cromática. En el caso de los objetivos convencionales, la mejora de uno de estos parámetros, a menudo, conduce al deterioro de los demás. Sin embargo, gracias a nuestra galardonada técnica de fabricación de lentes (Figura 2), estas soluciones intermedias son ahora cosa del pasado.

Rendimiento de la lente de objetivo
Figura 2. Con los objetivos X Line de Olympus, no se renuncia a la uniformidad de la imagen por la corrección cromática o la apertura numérica, o a la inversa.

La Dra. Marcelle König, científica sénior de PicoQuant, explicó cómo el rendimiento de los objetivos X Line mejora el diseño del microscopio confocal de su empresa.

«Una técnica clave para nuestros clientes es la excitación pulsada en intervalos (PIE). Se emplean láseres sincronizados que emiten diferentes longitudes de onda para una excitación casi simultánea en diferentes fluorocromos dentro del volumen confocal de la muestra; por lo tanto, evitar los cambios cromáticos es fundamental. Para probar los objetivos X Line, se observaron perlas fluorescentes excitadas con láseres de 485 nm (azul) y 640 nm (rojo). Después, se midieron las perlas simultáneamente usando el método PIE para controlar el cambio, y los resultados fueron rotundos: los nuevos objetivos realmente son mejores para evitar cambios cromáticos en las tres dimensiones.

[...] La apertura numérica mejorada también es beneficiosa debido a que el MicroTime 200 posee una sensibilidad a nivel de molécula única; por lo que obtener más fotones de una muestra, es mejor. Un ejemplo aplicativo de molécula única es la transferencia de energía de resonancia de Förster, o FRET por sus siglas en inglés. Esta es una técnica destacada en biología, y la combinación con el enfoque PIE es muy beneficiosa para los estudios FRET a nivel de molécula única».

Después de la exitosa prueba, PicoQuant implementó oficialmente la lente de objetivo X Line de Olympus en sus sistemas MicroTime 200. El objetivo más usado para esta aplicación es la lente de inmersión en aceite 100X (UPLXAPO100XO), que posee una apertura numérica de 1,45 (Figura 3).

Lente de inmersión en aceite
Figura 3. Lente de inmersión en aceite X Line 100X Olympus

Evolución de la ciencia a través de la colaboración

Marcelle también destacó la sólida colaboración entre Olympus y PicoQuant.

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Gerente de OEM

Marcus Krauel es gerente de OEM en Olympus Europe. Con más de 12 años de experiencia en tecnología óptica, Marcus asiste a los clientes OEM de Olympus a través de toda Europa en aplicaciones que van desde el ámbito industrial hasta el médico. Marcus es licenciado en física e ingeniería óptica.

dic 21 2020
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