Language
Country/Area
No result found
Os usos surpreendentes da microscopia FLIM: como obter imagens de ultra-alta resolução em detecção em tempo real?
À medida que a ciência e a tecnologia avançam em ritmo acelerado, a tecnologia de microscópios também está constantemente inovando. Entre elas, a microscopia de imagem de tempo de vida de fluorescência (FLIM) se tornou uma ferramenta importante na pesquisa em ciências biológicas e ciências de materiais devido ao seu princípio de imagem exclusivo e aplicações práticas. Diferentemente da microscopia tradicional, que usa a intensidade da fluorescência como base para a geração de imagens, a FLIM gera imagens com base na velocidade com que as moléculas fluorescentes retornam de um estado excitado para um estado fundamental, e não em sua intensidade.
Ao medir a vida útil da fluorescência, o FLIM não apenas elimina erros de medição causados por variações no brilho da fonte de luz, intensidade da luz de fundo ou fotobranqueamento, mas também minimiza os efeitos da dispersão de fótons em camadas espessas de amostra.
"A mudança na vida útil da fluorescência depende do microambiente local da molécula fluorescente e pode, portanto, servir como um indicador de pH, viscosidade e concentração química, entre outras coisas."
Princípios básicos da vida útil da fluorescência
Quando excitadas por fótons, as moléculas de fótons retornam ao estado fundamental com diferentes probabilidades por meio de radiação eletromagnética e vias de decaimento não radiativo. Somente o caminho que envolve a emissão espontânea de fótons leva à formação de fluorescência. De acordo com a lei de Schott, a expressão matemática do decaimento da intensidade de fluorescência ao longo do tempo pode ser simplificada para uma função exponencial. Isso mostra que o tempo de vida da fluorescência é uma quantidade física independente da intensidade inicial.
Tecnologia de medição e implementação FLIM
No FLIM, o instrumento usa uma fonte de excitação pulsada e então registra a curva de decaimento por meio da função de resposta da máquina. Quando um grupo de moléculas fluorescentes é excitado por um pulso de luz ultracurto, a fluorescência resolvida no tempo resultante inevitavelmente exibirá decaimento exponencial. A implementação mais comum é baseada na contagem de fótons únicos correlacionada ao tempo (TCSPC), uma técnica que melhora a precisão da medição e minimiza o impacto do ruído de fundo.
"Usando equipamento TCSPC comercial, a resolução temporal da curva de decaimento da fluorescência pode atingir 405 femtossegundos."
Âmbito de aplicação
A tecnologia FLIM oferece vantagens únicas no estudo de células vivas e seu microambiente. Essa tecnologia pode distinguir diferentes movimentos moleculares na nanoescala e pode ser usada para estudar interações biomoleculares, alterações na atividade enzimática intracelular, etc.
Nos últimos anos, a tecnologia FLIM tem sido cada vez mais aplicada ao diagnóstico médico, especialmente em cirurgias de tumores cerebrais, onde pode ser combinada com endoscópios para implementar diagnósticos em tempo real. Ao medir o tempo de vida da fluorescência do tecido tumoral, os médicos podem avaliar com mais precisão os limites e as propriedades do tumor.
Análise de dados e perspectivas futuras
Na análise de imagens FLIM, extrair curvas de decaimento puro e estimar o tempo de vida da fluorescência são tarefas essenciais. Nesse sentido, uma variedade de algoritmos foram propostos, seja o método dos mínimos quadrados ou o método de determinação rápida da vida, eles estão constantemente melhorando a precisão e a praticidade do cálculo.
"O desenvolvimento desses métodos transformou a FLIM de uma teoria laboratorial em um método mais prático e conveniente, permitindo que essa tecnologia entrasse na clínica."
Com o avanço da tecnologia, a velocidade de aquisição de imagens do FLIM continuará a aumentar e o escopo de aplicação se tornará mais amplo. Seja na pesquisa científica básica ou no diagnóstico clínico, o potencial desta tecnologia não pode ser ignorado. Entretanto, à medida que suas áreas de aplicação se expandem, precisamos pensar em como combinar melhor a tecnologia FLIM com outras técnicas para promover o desenvolvimento e a inovação da biomedicina?
