In genere, per osservare le cellule viventi attraverso un microscopio, un campione viene spremuto su un vetrino, lo svantaggio è che ciò limita il comportamento delle cellule e produce solo immagini bidimensionali.
I ricercatori dell’UiT The Arctic University of Norway (Università artica della Norvegia è la terza università più grande della Norvegia, l’università più a nord del mondo) e dell’University Hospital of North Norway (UNN) (Ospedale Universitario della Norvegia Settentrionale) nello studio pubblicato nella rivista Optica, hanno documentato lo sviluppo di un miscroscopio definito di nuova generazione. La nuova tecnologia è in grado di produrre immagini di campioni molto più grandi rispetto al passato, mentre si vive e si lavora in un ambiente più naturale.
Importante sviluppo
La tecnologia fornisce immagini 3D in cui i ricercatori possono studiare i più piccoli dettagli da diverse angolazioni, in modo chiaro e visibile, ordinati in diversi livelli, tutti rigorosamente a fuoco.
I microscopi 3D esistono già, ma funzionano lentamente e forniscono risultati inferiori. Il tipo più comune funziona registrando in serie pixel dopo pixel, che vengono successivamente assemblati in un’immagine 3D. Ciò richiede tempo e spesso il dispositivo non è in grado di gestire più di 1-5 fotogrammi il minuto, non è molto pratico se il campione che stai per fotografare è qualcosa che si muove.
Florian Ströhl, ricercatore dell’UiT ha affermato:
«La nostra tecnologia permette di gestire circa 100 fotogrammi completi il secondo. Riteniamo che sia possibile aumentare questo numero, è proprio ciò che abbiamo dimostrato con il nostro prototipo. Il nuovo microscopio è un cosiddetto microscopio multifocus, fornisce immagini completamente chiare, ordinate in diversi strati, dove è possibile studiare le cellule da tutte le angolazioni. Essere riusciti a ottenere tutto questo in una sola esposizione è un elemento di notevole importanza».
Microscopio che può vedere dietro gli oggetti
Florian Ströhl spiega che parlando di 3D non si riferisce alla forma in cui la maggior parte di noi lo conosce, in un’immagine 3D tradizionale mentre si è in grado di percepire un certo tipo di profondità, con la nuova tecnologia 3D è possibile vedere anche dietro gli oggetti. Florian Ströhl fa l’esempio di una scena di giungla in 3D al cinema, ha affermato:
«In una normale immagine 3D, si può vedere che la foresta ha una profondità, che alcune foglie e alberi sono più vicini di altri, con la stessa tecnologia utilizzata nel nostro nuovo microscopio 3D, si riesce a vedere anche la tigre che si nasconde dietro i cespugli, significa che è possibile vedere e studiare diversi strati della cellula in modo indipendente».
Ora per i ricercatori questo microscopio può essere uno strumento importante quando si cercano risposte nei minimi dettagli.
Studiare le cellule del cuore mentre battono
Florian Ströhl per lo sviluppo di questa tecnologia, ha collaborato con i ricercatori e i medici dell’Ospedale Universitario della Norvegia Settentrionale (UNN), tra le altre cose, lavorano per comprendere e sviluppare metodi di trattamento migliori per varie malattie cardiache.
Studiare un cuore umano vivente è impegnativo, sia per motivi tecnici sia per ragioni etiche. I ricercatori per questo motivo hanno utilizzato cellule staminali manipolate in modo da imitare le cellule cardiache, così possono coltivare tessuto organico che si comporta come farebbe in un cuore umano, possono studiare e testare questo tessuto per capire meglio ciò che sta accadendo. È quasi come un piccolo pezzo di carne viva, di circa 1 cm di dimensione. La procedura di test è molto impegnativa, le cellule cardiache battono e sono in costante movimento, oltre al fatto che il campione è troppo grande per essere studiato con i microscopi tradizionali. Il nuovo microscopio gestisce bene la situazione.
Florian Ströhl ha affermato:
«Hai questa massa informe di carne in una ciotola, che vuoi fotografare al microscopio. Vuoi visualizzare le parti più piccole con una risoluzione altissima. Abbiamo raggiunto questo obiettivo con il nuovo microscopio».
Reparto Formula 1
Kenneth Bowitz Larsen dirige un grande laboratorio con microscopi avanzati utilizzati da tutti i gruppi di ricerca della Facoltà di Sanità dell’UiT. Ha testato questo nuovo microscopio ed è ottimista, ha affermato:
«Il concetto è brillante, il microscopio che hanno costruito fa cose che i dispositivi commerciali non fanno. Il laboratorio che dirigo utilizza principalmente microscopi commerciali di fornitori quali Zeiss, Nikon, ecc. Collaboriamo anche con gruppi di ricerca come quello rappresentato da Florian Ströhl, costruiscono microscopi e testano concetti ottici, in un certo senso sono come il Reparto Corse F1 della microscopia. Ho grande fiducia nel nuovo microscopio creato da Florian Ströhl, i microscopi commerciali devono essere utilizzabili per tutti i tipi di campioni possibili, mentre il microscopio sviluppato da Florian Ströhl è più adatto a un compito specifico. È molto fotosensibile e può rappresentare il campione in diverse focalizzazioni. Può penetrare nel campione e visualizzare sia la parte in superficie sia quella in profondità. E avviene così velocemente che può essere visto praticamente in tempo reale. È un microscopio estremamente veloce, i test condotti finora dimostrano che funziona bene. Ritengo che questo nuovo tipo di microscopio possa essere utilizzato su tutti i generi di campioni in cui si osservano esseri viventi che si muovono, non solo, la velocità di questo microscopio offre un altro vantaggio, le luci intense non sono ideali per le cellule, poiché questo microscopio è così veloce, espone le cellule a una breve illuminazione, quindi è più delicata».
La tecnologia è brevettata
Il prototipo del microscopio funziona ed è operativo. I ricercatori stanno attualmente lavorando alla creazione di una versione aggiornata e facile da usare, in modo che più persone siano in grado di operare e utilizzare il nuovo microscopio.
I ricercatori hanno inoltre presentato domanda di brevetto e sono alla ricerca di partner industriali che sviluppino il microscopio in modo da renderlo disponibile per la vendita.
Il prototipo nel frattempo sarà messo a disposizione dei partner locali che potranno beneficiare della nuova tecnologia.
Florian Ströhl ha affermato: «Lo offriremo anche ad altri in Norvegia, se hanno campioni particolarmente impegnativi da esaminare».
