Dans le domaine en constante évolution de la microscopie, les dernières années ont été marquées par des progrès remarquables, tant en termes de matériel que d’algorithmes, propulsant notre capacité à explorer les merveilles infinitésimales de la vie. Cependant, le cheminement vers la microscopie à illumination structurée tridimensionnelle (3DSIM) a été entravé par des défis liés à la vitesse et à la complexité de la modulation de polarisation.
Entrez dans le système 3DSIM à modulation haute vitesse « DMD-3DSIM », combinant affichage numérique et imagerie super-résolution, permettant aux scientifiques de voir les structures cellulaires avec des détails sans précédent.
Comme indiqué dans Advanced Photonics Nexus , l'équipe du professeur Peng Xi de l'Université de Pékin a développé cette configuration innovante autour d'un dispositif à micromiroir numérique (DMD) et d'un modulateur électro-optique (EOM). Il relève les défis de résolution en améliorant considérablement la résolution latérale (d'un côté à l'autre) et axiale (de haut en bas), pour une résolution spatiale 3D qui serait deux fois supérieure à celle obtenue par les techniques d'imagerie grand champ traditionnelles.
En termes pratiques, cela signifie que le DMD-3DSIM peut capturer des détails complexes des structures subcellulaires, tels que le complexe des pores nucléaires, les microtubules, les filaments d'actine et les mitochondries des cellules animales. L'application du système a été étendue à l'étude des ultrastructures de cellules végétales à forte diffusion, telles que les parois cellulaires des feuilles de laurier-rose et les structures creuses des feuilles d'algues noires. Même dans une tranche de rein de souris, le système a révélé un effet de polarisation prononcé dans les filaments d'actine.
Une passerelle ouverte vers la découverte
Ce qui rend le DMD-3DSIM encore plus passionnant, c’est son engagement en faveur de la science ouverte. L'équipe de Xi a rendu tous les composants matériels et mécanismes de contrôle librement disponibles sur GitHub, favorisant ainsi la collaboration et encourageant la communauté scientifique à s'appuyer sur cette technologie.
La technique DMD-3DSIM facilite non seulement des découvertes biologiques significatives, mais jette également les bases de la prochaine génération de 3DSIM. Dans les applications impliquant l'imagerie de cellules vivantes, les progrès réalisés dans les colorants plus brillants et plus photostables, les algorithmes de débruitage et les modèles d'apprentissage profond basés sur des réseaux neuronaux promettent d'améliorer la durée de l'imagerie, la récupération d'informations et la restauration en temps réel des images 3DSIM à partir de données bruitées. En combinant l'ouverture matérielle et logicielle, les chercheurs espèrent ouvrir la voie à l'avenir de l'imagerie multidimensionnelle.
Plus d'informations : Yaning Li et al, Microscopie à illumination structurée tridimensionnelle à modulation de synchronisation d'autopolarisation à grande vitesse, Advanced Photonics Nexus (2023). DOI :10.1117/1.APN.3.1.016001
Fourni par SPIE
