Microscopio sin lentes produce imágenes en un chip

Se ha presentado un nuevo concepto de microscopio en el cual la imagen se produce en un chip en lugar de una lente.

Este avance consiste en una óptica que, sin usar lentes, produce en un chip imágenes tomográficas tridimensionales y de alta resolución, de objetos microscópicos voluminosos.

Científicos del Instituto de Nanosistemas de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA, EUA) han redefinido el concepto del microscopio eliminando la lente para crear un sistema tan pequeño que cabe en la palma de la mano, pero lo suficientemente potente como para crear imágenes tomográficas tridimensionales de muestras minúsculas. El sistema aprovecha que las estructuras orgánicas, como las células, son parcialmente transparentes. En consecuencia, al iluminar una muestra de células aparecen sombras que revelan no sólo el contorno celular sino también los detalles de las estructuras subcelulares.

Se empleó una fuente de luz parcialmente coherente colocada aproximadamente a 70 mm del sensor para registrar, sin lentes y en línea, hologramas de la muestra desde diferentes ángulos de visión. En cada ángulo de iluminación también se registraron varios hologramas con subpíxeles desplazados, los cuales fueron procesados digitalmente mediante una técnica de súper-resolución de píxeles para crear un holograma único de alta resolución con todas las proyecciones angulares del objeto. El desempeño de las imágenes tomográficas se cuantificó utilizando microesferas de diferentes dimensiones y proyectando una imagen del nematodo Caenorhabditis elegans.

Aydogan Ozcan, PhD, autor principal del estudio, dijo: "En los últimos años se han hecho enormes progresos para miniaturizar las herramientas de las ciencias biológicas, mediante tecnologías de microfluidos y de laboratorio en un chip, pero hasta ahora la microscopía óptica no ha seguido el ritmo de esta tendencia a la miniaturización". El Profesor Ozcan prevé este sistema, de imágenes sin lentes, como un componente de una plataforma de laboratorio en un chip. Se podría colocar bajo un chip de microfluidos, una herramienta para la manipulación y el control preciso de líquidos, con muestras biológicas sub-milimétricas, para que las dos herramientas funcionen en tándem, de modo que el chip de microfluidos coloque y posteriormente retire las muestras del generador de imágenes sin lente en un proceso automatizado y de alto rendimiento. El estudio fue publicado el 19 de abril de 2011, en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unites States of America (PNAS).

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University of California Los Angeles