Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Microscopía cuantitativa de contraste de fase

La microscopía de contraste de fase cuantitativa o la imagen de fase cuantitativa son los nombres colectivos de un grupo de métodos de microscopía que cuantifican el cambio de f...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

La microscopía de contraste de fase cuantitativa o la imagen de fase cuantitativa son los nombres colectivos de un grupo de métodos de microscopía que cuantifican el cambio de fase que se produce cuando las ondas de luz pasan a través de un objeto ópticamente más denso. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Los objetos translúcidos, como una célula humana viva, absorben y dispersan pequeñas cantidades de luz. Esto facilita su observación con microscopios ópticos convencionales. Sin embargo, estos objetos inducen un cambio de fase que puede observarse con un microscopio de contraste de fase . La microscopía de contraste de fase convencional y métodos relacionados, como la microscopía de contraste de interferencia diferencial , visualizan los cambios de fase transformando los gradientes de cambio de fase en variaciones de intensidad. Estas variaciones de intensidad se mezclan con otras variaciones de intensidad, lo que dificulta la extracción de información cuantitativa.

Los métodos cuantitativos de contraste de fase se distinguen de los métodos convencionales en que crean una segunda imagen, denominada imagen de desplazamiento de fase o imagen de fase , independiente de la imagen de intensidad ( campo claro ). Generalmente, se aplican métodos de desenrollado de fase a la imagen de desplazamiento de fase para obtener valores absolutos de desplazamiento de fase en cada píxel, como se muestra en la Figura 1.

Figura 1 : En esta imagen de desplazamiento de fase de células en cultivo, la altura y el color de un punto de la imagen corresponden al desplazamiento de fase medido. El desplazamiento de fase inducido por un objeto en un punto de la imagen depende únicamente del grosor del objeto y del índice de refracción relativo del objeto en dicho punto. Por lo tanto, el volumen de un objeto puede determinarse a partir de una imagen de desplazamiento de fase cuando se conoce la diferencia de índice de refracción entre el objeto y el medio circundante. [ 4 ]

Los principales métodos para medir y visualizar los cambios de fase incluyen la pticografía y diversos tipos de microscopía holográfica, como la microscopía holográfica digital , la microscopía de interferencia holográfica y la microscopía holográfica digital en línea. Estos métodos tienen en común que un sensor de imagen digital registra un patrón de interferencia ( holograma ). A partir del patrón de interferencia registrado, un algoritmo informático genera numéricamente la imagen de intensidad y cambio de fase . [ 5 ]

La microscopía cuantitativa de contraste de fase se utiliza principalmente para observar células vivas sin teñir. La medición de las imágenes de retardo de fase de las células biológicas proporciona información cuantitativa sobre la morfología y la masa seca de las células individuales. [ 6 ] Estas características se pueden analizar con software de análisis de imágenes, lo que ha llevado al desarrollo de sistemas no invasivos de obtención de imágenes de células vivas y sistemas automatizados de análisis de cultivos celulares basados ​​en la microscopía cuantitativa de contraste de fase. [ 7 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Etienne Cuche; Frédéric Bevilacqua; Christian Depeursinge (1999). "Holografía digital para imágenes cuantitativas de contraste de fase" . Optics Letters . 24 (5): 291– 293. Bibcode : 1999OptL...24..291C . doi : 10.1364/OL.24.000291 . PMID 18071483 . 
  2. ↑ Popescu, Gabriel (2011). Imágenes cuantitativas de fase de células y tejidos . Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-166342-7.
  3. ↑ Park Y, Depeursinge C, Popescu G (2018). "Imágenes de fase cuantitativas en biomedicina" . Nature Photonics . 12 (10): 578– 589. Bibcode : 2018NaPho..12..578P . doi : 10.1038/s41566-018-0253-x . S2CID 256704142 . 
  4. ↑ Manuel Kemmler; Markus Fratz; Dominik Giel; Norbert Saum; Albrecht Brandenburg; Christian Hoffmann (2007). "Monitorización no invasiva de citometría dependiente del tiempo mediante holografía digital" . Journal of Biomedical Optics . 12 (6): 064002. Bibcode : 2007JBO....12f4002K . doi : 10.1117/1.2804926 . PMID 18163818. S2CID 40335328 .  
  5. ↑ Myung K. Kim (2010). "Principios y técnicas de microscopía holográfica digital" . SPIE Reviews . 1 : 018005. Bibcode : 2010SPIER...1a8005K . doi : 10.1117/6.0000006 .
  6. ↑ Zangle T, Teitell M (2014). "Perfilado de masa de células vivas: un enfoque emergente en biofísica cuantitativa" . Nature Methods . 11 (12): 1221– 1228. doi : 10.1038/nmeth.3175 . PMC 4319180. PMID 25423019 .  
  7. ↑ Chen, Claire Lifan; Mahjoubfar, Ata; Tai, Li-Chia; Blaby, Ian K.; Huang, Allen; Niazi, Kayvan Reza; Jalali, Bahram (2016). "Aprendizaje profundo en la clasificación celular sin etiquetas" . Scientific Reports . 6 21471. Bibcode : 2016NatSR...621471C . doi : 10.1038/srep21471 . PMC 4791545. PMID 26975219 .  Publicado bajo la licencia CC BY 4.0.
  • Vídeo de microscopía de lapso de tiempo con cambio de fase de una división celular triploide.
  • Identificación celular mediante microscopía holográfica 3D computacional.