Al observar muestras biológicas con un microscopio, el haz de luz se altera si la lente del objetivo se encuentra en un medio diferente al de la muestra. Por ejemplo, cuando se observa una muestra acuosa con una lente rodeada de aire, los rayos de luz se desvían más bruscamente en el aire alrededor de la lente que en el agua.
Esta perturbación provoca que la profundidad medida en la muestra sea menor que la profundidad real. Como resultado, la muestra aparece aplanada.
"Este problema se conoce desde hace mucho tiempo y desde los años 80 se han desarrollado teorías para determinar un factor correctivo para determinar la profundidad. Sin embargo, todas estas teorías suponían que este factor era constante, independientemente de la profundidad de la muestra. Esto ocurrió a pesar de que el posterior premio Nobel Stefan Hell señaló en los años 90 que esta escala podría depender de la profundidad", explica el profesor asociado Jacob Hoogenboom de la Universidad Tecnológica de Delft.
Sergey Loginov, ex postdoctorado en la Universidad Tecnológica de Delft, ha demostrado ahora mediante cálculos y un modelo matemático que la muestra parece más aplanada cerca de la lente que lejos. Doctor. El candidato Daan Boltje y el postdoctorado Ernest van der Wee confirmaron posteriormente en el laboratorio que el factor correctivo depende de la profundidad.
El trabajo está publicado en la revista Optica .
El último autor, Ernest Van der Wee, dice:"Hemos recopilado nuestros resultados en una herramienta web y un software proporcionados con el artículo. Con estas herramientas, cualquiera puede determinar el factor correctivo preciso para su experimento".
"En parte gracias a nuestra herramienta de cálculo, ahora podemos separar con mucha precisión una proteína y su entorno de un sistema biológico para determinar su estructura mediante microscopía electrónica. Este tipo de microscopía es muy compleja, requiere mucho tiempo e increíblemente costosa. Por eso es muy importante observar la estructura correcta", afirma el investigador Daan Boltje.
"Con nuestra determinación de profundidad más precisa, necesitamos gastar mucho menos tiempo y dinero en muestras que no han alcanzado el objetivo biológico. En última instancia, podemos estudiar proteínas y estructuras biológicas más relevantes. Y determinar la estructura precisa de una proteína en un sistema biológico es crucial para comprender y, en última instancia, combatir las anomalías y enfermedades."
En la herramienta web proporcionada, puede completar los detalles relevantes de su experimento, como los índices de refracción, el ángulo de apertura del objetivo y la longitud de onda de la luz utilizada. Luego, la herramienta muestra la curva para el factor de escala dependiente de la profundidad. También puede exportar estos datos para su propio uso. Además, puede trazar el resultado en combinación con el resultado de cada una de las teorías existentes.
Más información: Sergey Loginov et al, Escalado de distancias axiales dependiente de la profundidad en microscopía óptica, Optica (2024). DOI:10.1364/OPTICA.520595
Información de la revista: Óptica
Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Delft
