Une équipe internationale de physiciens a trouvé une nouvelle façon d'améliorer les images obtenues par microscopie à fluorescence. La méthode est basée sur l'optique adaptative et implique une correction automatique des aberrations. De plus, cette correction est basée sur la qualité des pixels individuels, plutôt que l'image dans son ensemble. Cela permet d'éviter le réétalonnage du microscope en cas de changement d'échantillon. Par conséquent, la microscopie peut être considérablement accélérée. Les résultats sont publiés dans PLОS UN .
La microscopie fluorescente fournit une image agrandie d'un objet en raison de la luminescence des atomes et des molécules excités dans l'échantillon. Malgré une faible résolution, la microscopie à fluorescence est capable de visualiser la structure interne des cellules vivantes et des petits organismes. Par conséquent, cette méthode est actuellement demandée en biologie et en médecine. Cependant, la non-uniformité de l'indice de réfraction de l'échantillon se traduit par une image déformée ou aberrante. Les scientifiques et les ingénieurs recherchent constamment des moyens de compenser les aberrations et d'améliorer la qualité de l'image.
A cet effet, des éléments optiques adaptatifs peuvent être utilisés. Ils peuvent corriger automatiquement l'aberration optique pour chaque échantillon. En microscopie à fluorescence, où la quantité de lumière est faible, les méthodes sans capteur de front d'onde sont préférables. Dans ces méthodes, l'aberration est estimée par l'élément adaptatif en calculant une métrique de qualité d'image. "Précédemment, nous avons décrit une métrique qui fournit l'estimation de front d'onde la plus rapide et la plus fiable. Il est basé sur la luminescence du second moment et convient bien à la microscopie fluorescente. En l'utilisant, nous pouvons minimiser le nombre total de mesures afin d'éviter le photo-blanchiment, " dit Oleg Soloviev, professeur à l'Université de technologie de Delft et à l'Université ITMO.
Ces résultats sont devenus une base pour la nouvelle méthode d'évaluation informatique de la qualité de l'image. Le principal problème de cette méthode était que chaque échantillon nécessitait un nouvel étalonnage. Les scientifiques ont tenté de le simplifier et ont créé le microscope dont l'évaluation de la qualité d'image dépend de la forme des points individuels. L'échantillon lui-même n'influence pas les réglages optiques, afin que le microscope puisse s'adapter à n'importe quel objet.
Selon les scientifiques, l'idée de cette étude est apparue dans un travail antérieur dans le domaine de la microscopie à fluorescence. « Après calculs théoriques et modélisation nous avons testé notre méthode en action, à l'aide de deux microscopes. Le premier a été initialement créé sur le principe de l'optique adaptative. Le second était un microscope ordinaire pour la pratique des étudiants. Nous avons comparé la qualité des images obtenues sur les deux microscopes et avons constaté que notre méthode était efficace. Finalement, nous avons effectué une analyse statistique et une validation de la méthode par rapport aux données précédemment obtenues, " note Paolo Pozzi, Doctorat., chercheur à l'Université de technologie de Delft.
Actuellement, les scientifiques tentent de faire progresser la méthode développée afin que divers défauts de l'image de tout échantillon soient corrigés individuellement. « Nous avons conçu le système qui améliore la qualité globale de l'image. Cependant, le problème est que nous avons appliqué la même correction partout dans le champ de vision. Nous travaillons maintenant sur une technologie qui aidera à ajuster les défauts dans des régions individuelles de l'image et donc à atteindre une résolution plus élevée, " ajoute Pozzi.
