Scienziati dell’Università di Leuven (KU Leuven) e VIB , un istituto di ricerca sulle scienze della vita con sede in Belgio, hanno sviluppato un metodo ottico multicolore per le superfici e le strutture di imaging 3D.
Il documento di ricerca pubblicato nel BMC spiega: “Le attuali tecniche di imaging 3D su mesoscala sono limitate a campioni trasparenti o chiari o richiedono l’uso di raggi X. Si tratta di una grave limitazione per molte aree di ricerca, in quanto non è possibile valutare la morfologia della superficie del colore 3D di campioni opachi. “
Soprannominato “ALMOST” (una tomografia a superficie ottica multicolore senza etichetta), questo metodo può essere utilizzato per archivi digitali di collezioni zoologiche e botaniche che possono quindi essere stampati in 3D.
L’imaging 3D micro e mesoscale ha permesso l’analisi di microrganismi , embrioni e organi nell’ambito della ricerca biomedica.
Tuttavia, secondo Sebastian Munck, un esperto di microscopia ottica di VIB-KU Leuven, l’imaging 3D richiede la realizzazione di un campione trasparente utilizzando metodi di “purificazione” chimici. Tali metodi sono “intensivi nel tempo e non possono essere applicati a tutti i tipi di campioni”.
“INOLTRE, SE VUOI STUDIARE MORFOLOGIA SUPERFICIALE O COLORE, LA COMPENSAZIONE OTTICA È CONTROPRODUCENTE”.
Pertanto, per i dettagli morfologici dell’immagine 3D di campioni non trasparenti, i ricercatori hanno combinato la tomografia a proiezione ottica (OPT) e l’illuminazione obliqua – una tecnica in cui la luce viene proiettata ad angolo per rivelare le caratteristiche con un contrasto più elevato. Inoltre, i filtri di colore e un algoritmo di proiezione sono stati utilizzati insieme al software di rendering 3D per eliminare la necessità di metodi di compensazione.
“QUASI apre la possibilità per l’imaging longitudinale di campioni vivi inalterati”, afferma lo studio.
“Rivela un’informazione complementare alla trasmissione e alla fluorescenza, rappresenta un approccio complementare ideale alle modalità OPT e light light consolidate e consente l’imaging del colore del campione, che viene perso in tecniche basate su raggi X come la micro-CT.”
Per convalidare il loro metodo, il team di VIB-KU Leuven ha ricostruito la superficie del colore 3D da una serie diversificata di campioni tra cui un resistore elettrico, coni seme della sequoia alba, statuette Lego (che confrontiamo con micro-CT) e un guscio di una lumaca di mare.
Utilizzando uno scanner OPT SkyScan 3001 M, prodotto a Bruker , le immagini dell’oggetto sono state catturate all’interno della camera di illuminazione. Questa camera è stata costruita con carta bianca e foglio di alluminio, una fonte di luce a LED non ben focalizzata e un diffusore in vetro di latte.
La camera di imaging è stata progettata per ottenere immagini del campione come se fosse un oggetto auto-radiante. Lo studio aggiunge: “Questo è importante, in quanto ciò consente alle immagini [di] di imitare un campione assorbente o fluorescente e può quindi essere analizzato in un modo simile.”
I ricercatori hanno concluso che “per rendere le forme in 3D acquisite con l’imaging a luce riflessa, è essenziale che il sistema di illuminazione fornisca una differenza tra l’intensità di fondo della luce e la luce riflessa che ha interagito con il campione”.
“Inoltre, per la visualizzazione 3D, lo sfondo sarà generalmente reso trasparente per rivelare la forma 3D del campione mediante un processo chiamato ray tracing. Il nostro approccio all’utilizzo di uno sfondo bianco lo raggiunge per campioni non bianchi (o meno brillanti). “
” Un metodo di imaging con tomografia ottica superficiale multicolore (ALMOST) senza etichetta per campioni 3D non trasparenti,” è scritto da Axelle Kerstens, Nikky Corthout, Benjamin Pavie, Zengjin Huang, Frank Vernaillen, Greetje Vande Velde e Sebastian Munck.