HSI - Microscopio Iperspettrale

Tecnologia sviluppata per la caratterizzazione e la mappatura spettrale

La tecnologia della microscopia iperspettrale sviluppata da CytoViva è stata creata per campioni su scala nano-, micro- e macro- in modo da caratterizzare spettralmente ogni singolo pixel dell'immagine.  

Le immagini del microscopio iperspettrale appaiono molto simili a quelle di un microscopio ottico tradizionale, ma con un'importante differenza: ogni pixel di un'immagine iperspettrale fornisce la caratterizzazione spettrale del pixel stesso all'interno dell'intervallo VNIR o SWIR. Con un ingrandimento al 100x, un'immagine al microscopio iperspettrale può contenere fino a 700.000 pixel; da ogni pixel viene generato uno spettro con una risoluzione di 2 nm, e questo permette di verificare le minime differenze nei materiali che compongono il campione. 

Il campione può essere sia biologico che inorganico, può essere composto da semplici cellule singole, da matrici complesse o da strati di fibre. Tra le immagini in alto, ci sono diversi esempi di particelle d'oro (AuNP) inglobate in un campione biologico o in fibre polimeriche: si vede che l'imaging iperspettrale consente di identificare e mappare rapidamente le particelle d'oro presenti nel campione, definendone sia la presenza che la posizione. 

Queste immagini iperspettrali vengono create con modalità a scansione lineare, spostando il campione attraverso il campo visivo del microscopio e dello spettrografo tramite lo stage motorizzato e automatico. L'immagine iperspettrale viene creata in secondi o minuti, a seconda dell'esposizione richiesta.
 
I componenti per il sistema di imaging iperspettrale comprendono una fonte di luce dedicata, uno stage traslazionale automatizzato, uno spettrografo con reticolo a diffrazione per trasmissione, e una camera. Questi componenti sono integrati per interagire con il software di acquisizione, che dà la possibilità di confrontare gli spettri all'interno di una singola immagine o tra immagini differenti. Il software può anche elaborare una libreria spettrale di materiali all'interno di un campione e, utilizzando questa libreria spettrale, gli stessi materiali possono essere mappati in campioni successivi.
  
Il sistema di illuminazione in campo scuro (brevettato), consente di convogliare sul piano focale una quantità di luce 100 volte superiore rispetto alla microscopia in campo scuro convenzionale; di conseguenza, il rapporto segnale-rumore risulta il più alto ottenibile, permettendo di rilevare i minimi dettagli del campione senza necessità di marcatura. 

 

Disponibile in combinazione con la tecnologia Enhanced Darkfield e Raman

Video

Microscopio iperspettrale in campo oscuro potenziato CytoViva: video introduttivo
Microscopia in campo scuro 3D potenziata by Cytoviva: webinar
CytoViva 3D Imaging potenziato in campo scuro: rilascio di nanoparticelle d'oro da farmaco chemo in cellula
Diffusione di particelle micro e nano in radice di capello viva, ripresa utilizzando la microscopia in campo scuro Cytoviva
Caratteristiche chiave del microscopio iper-spettrale CytoViva
  • Visualizza nano-materiali senza utilizzare marcatori di fluorescenza o particolari metodi di preparazione.
  • Identifica lo spettro del singolo pixel (range spettrale: 400nm - 2500nm).
  • Sono disponibili librerie spettrali di nanoparticelle pure, che consentono l'identificazione di specifici materiali in matrici complesse, e la loro localizzazione senza ambiguità.
  • Disponibilità di una camera con controllo ambientale per studi di lunga durata su cellule vitali.
  • Si presta ad applicazioni come mapping di nanoparticelle all'interno di tessuti, drug-delivery, saggi di nano-tossicità, identificazione di patogeni, ecc.  

Caratteristiche Tecniche

  • Risoluzione spaziale: 100 nm
  • Risoluzione spettrale: 2 nm
  • Tempo di Esposizione: 5µs – 60 sec.
  • Sorgente luminosa: Alogena al quarzo con riflettore in alluminio
  • Lunghezze d'onda:
    • VNIR ( 400 nm – 1,000 nm) 
    • SWIR (900 nm – 1,700 nm)
  • Larghezza massima di scansione spaziale: 896 µm con obiettivo 10x
  • Dimensione del pixel: 6,45 µm x 6,45 µm
  • Stage motorizzato:
    • Range di movimento: 114 mm x 75 mm
    • Risoluzione del movimento: 10 nm 
  • Software di Analisi: ENVI 4.8 
  • Visualizzazione Immagine Spettrale: Visualizzazione in tempo reale dell'immagine RGB ricreata dai dati spettrali