Obtenha uma visão mais nítida do tecido graças à tecnologia de espelho inteligente
Um chip com microespelhos torna visíveis camadas mais profundas do tecido ao microscópio
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O Instituto Fraunhofer de Microsistemas Fotónicos (IPMS) desenvolveu uma nova tecnologia capaz de melhorar significativamente a qualidade da imagem dos microscópios óticos. Um conjunto de espelhos micromecânicos especialmente concebido corrige as distorções óticas que ocorrem durante a observação de tecido biológico. Isto faz com que até mesmo as estruturas mais finas pareçam mais nítidas, o que constitui um pré-requisito importante para a investigação biomédica e futuras aplicações no diagnóstico médico.
Um dos maiores desafios da microscopia é a dispersão da luz, uma vez que o tecido biológico distorce a luz à medida que esta atravessa a amostra. Isto resulta em imagens desfocadas e numa profundidade de campo limitada. Tal torna a obtenção de imagens de alta resolução particularmente difícil com amostras vivas. Para compensar estas distorções, é utilizada uma técnica conhecida como ótica adaptativa. Esta modifica especificamente a forma da frente de onda da luz, corrigindo assim as aberrações da imagem. Até agora, no entanto, isto exigia frequentemente sensores adicionais ou sistemas óticos complexos.
«Até agora, os microscópios tinham de medir primeiro as aberrações da imagem e, só depois, corrigi-las. O nosso novo conjunto de espelhos realiza ambas as tarefas simultaneamente, o que poupa tempo e simplifica toda a configuração», explica o Dr. Maxim Darvin, gestor de projeto no Fraunhofer IPMS.
No centro deste desenvolvimento está um chip que contém aproximadamente 64 000 microespelhos móveis. Cada espelho individual mede apenas 16 micrómetros, o que significa que cerca de quatro desses espelhos cabem lado a lado na espessura de um fio de cabelo humano. Cada espelho pode ser ajustado com extrema precisão em 256 posições diferentes sem inclinação e altera o seu alinhamento até 1 000 vezes por segundo. Isto permite que o sistema compense perturbações óticas praticamente sem qualquer atraso. É adequado para comprimentos de onda que vão do ultravioleta profundo ao infravermelho próximo e é independente da polarização da luz. Isto torna-o flexível e adequado para uma variedade de técnicas de microscopia.
«Já demonstrámos o desempenho do nosso desenvolvimento em várias amostras biológicas, incluindo células da córnea e celulose. Em todos os casos, a nossa ótica adaptativa proporcionou imagens visivelmente mais nítidas e com maior contraste. Também conseguimos focar com precisão a luz laser através de materiais altamente dispersantes. Isto permite que as estruturas nas camadas mais profundas do tecido sejam examinadas com maior qualidade de imagem», afirma Darvin.
Devido ao algoritmo, o sistema ainda demora atualmente alguns minutos a identificar e corrigir totalmente as distorções da imagem. O objetivo do desenvolvimento futuro é realizar estes processos quase em tempo real. A longo prazo, esta tecnologia pode ajudar a tornar a microscopia de alta resolução mais rápida, mais simples e mais potente, tanto na investigação biológica básica como em futuras aplicações de diagnóstico na medicina.
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