Il sistema CytoViva di imaging 3D enhanced in campo oscuro

Un metodo per localizzare nanostrutture non marcate in matrici complesse

Il sistema di imaging 3D Enhanced Darkfield di CytoViva fornisce un metodo per individuare nanostrutture non marcate (particelle, nanotubi, ecc.) in una varietà di matrici traslucide (cellule, tessuti, organismi). Questa tecnica sfrutta le elevate prestazioni ottiche con alto rapporto segnale-rumore della tecnologia brevettata CytoViva Enhanced Darkfield Microscope, combinandola con algoritmi di deconvoluzione e localizzazione delle particelle. Questo permette ai ricercatori di ottenere un modello ottico tridimensionale del loro campione. Inoltre, questa tecnica non richiede l'uso di marcatori fluorescenti per visualizzare le nanoparticelle, eliminando così la possibile influenza negativa di tali marcatori sul campione.

L'immagine 3D viene creata acquisendo e memorizzando una serie di immagini sull'asse Z bidimensionali ed equidistanti; queste vengono poi elaborate tramite i plug-in CytoViva 3D Image Analysis per ImageJ, al fine di localizzare le particelle e deconvolvere le cellule circostanti, il tessuto o altre matrici traslucide. L'immagine ottica risultante viene quindi visualizzata in un 3D viewer di ImageJ, con la possibilità di ulteriori elaborazioni dei dati in un ambiente familiare a molti utenti.

Il sistema di imaging 3D Enhanced Darkfield di CytoViva è progettato per facilitare la ricerca in diversi ambiti, tra cui la nanobiologia (rilascio mirato di farmaci e rilevamento di agenti patogeni) e la nanotossicologia (studio delle nanoparticelle e dei nanotubi di carbonio nei tessuti). Inoltre, questa tecnologia è completamente compatibile con il sistema di imaging iperspettrale di CytoViva e può essere utilizzata sulla stessa piattaforma microscopica, consentendo l'aggiornamento semplice dei sistemi esistenti per includere questa funzionalità.

Video

Nanoparticelle d'oro non marcate in una cellula
Nanotubi di carbonio non marcati integrati in tessuto
Immagine 3D di matrice fibrosa

Caratteristiche Tecniche

STAGE

  • Tipo: Movimento asse Z piezoelettrico
  • Range di spostamento: 200 µm
  • Miglior ripetibilità: 1 nm
  • Accuratezza/Linearità dello spostamento: 0,2%
  • Carico massimo: 500 grammi
  • Opzioni di controllo dello stage: USB, RS232

IMAGING CCD

  • Modello: Q-imaging Exi Blue
  • Dimensione pixel: 6,45 µm x 6,45 µm
  • Numero di pixel: 1,4M
  • Intervallo di esposizione: 10 µs – 17,9 min
  • Risoluzione: 1392 x 1040
  • Frame rate (risoluzione massima): 10,9 fps @ 14 bit (20MHz)
  • Gamma dinamica A/D: 14 bit
  • Controllo della fotocamera: IEEE-1394 FireWire con 2 porte simultanee
  • Binning: 1 x 1, 2 x 2, 4 x 4, 8 x 8

SISTEMA OPERATIVO

  • Computer: Dell Precision T7910 Mini-Tower
  • RAM: 64 GB
  • Scheda video: NVIDIA Quadro K6000 12GB
  • Sistema operativo: Windows 7

SORGENTE DI LUCE

  • Tipo di lampada: Prior Lumen 200 Watt Metal Arc Lamp
  • Lunghezza d’onda: 350 nm – 700 nm
  • Potenza: 200 Watt

SOFTWARE

Software di acquisizione 3D

  • Software personalizzato CytoViva per l’acquisizione
  • Raccolta di stack Z con step minimi di 100 nm per slice in file MultiStack TIF

Software di analisi 3D

  • Software CytoViva 3D per:
    • Deconvoluzione
    • Individuazione dei centri delle nanoparticelle
    • Creazione di PSF
    • Stima dell’NA effettivo del sistema
    • Funzionamento all’interno di ImageJ

Metodi di analisi

  • Deconvoluzione: Metodo DAMAS2
  • Localizzazione delle nanoparticelle: Individuazione lungo l’asse Z basata sull’intensità della diffusione
  • Generazione PSF: Creazione di file PSF basati sulle proprietà di acquisizione e sulle condizioni ambientali
  • Stima dell’NA del sistema: Calcolo dell’apertura numerica quando si utilizzano obiettivi con diaframma variabile