Investigadores del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, el Instituto Leibniz para la Investigación del Mar Báltico y la Universidad de Copenhague introdujeron un enfoque innovador para la vida útil de la luminiscencia de las imágenes. Este enfoque simple utiliza herramientas rentables y fácilmente disponibles, lo que allana el camino para estudios avanzados de la dinámica química en sistemas ambientales y biológicos. Por ejemplo, permite registrar la dinámica del oxígeno con mucha mayor precisión temporal y espacial.
Tomemos como ejemplo el oxígeno: el oxígeno es una molécula clave para la vida, y seguir sus rutas con más detalle puede ser importante para comprender la dinámica de los ecosistemas. Los sensores ópticos que utilizan tintes luminiscentes se han utilizado durante mucho tiempo para mapear los niveles de oxígeno en sistemas marinos: el oxígeno reduce la vida útil de la fosforescencia de los tintes, que así indican las concentraciones de oxígeno. Sin embargo, hasta ahora, obtener imágenes de la vida útil de la luminiscencia ha requerido equipos costosos y especializados, lo que ha dejado la técnica fuera del alcance de muchas aplicaciones industriales y de investigación. Un equipo de investigación conjunto del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, el Instituto Leibniz para la Investigación del Mar Báltico y la Universidad de Copenhague, en colaboración con socios internacionales, ha desarrollado un método pionero para obtener imágenes de la vida útil de señales luminiscentes. Esta innovadora técnica permite realizar mediciones de la vida útil de la luminiscencia a alta velocidad, transformando campos que dependen de la detección óptica y la obtención de imágenes químicas. Los resultados se publican en la revista. sensor SCA.
Llevar al público las mediciones de vida útil de la luminiscencia
“Nuestro nuevo método integrado simplifica estas mediciones, lo que permite a los investigadores determinar la vida útil de la luminiscencia utilizando sistemas de cámaras estándar”, explica Søren Ahmerkamp, que dirigió la investigación en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen y el Instituto Leibniz para la Investigación del Mar Báltico. . Warnemünde, ambos en Alemania. Al sincronizar breves ráfagas de luz con la sincronización precisa de la cámara mediante una técnica llamada frame-straddling, se capturan dos imágenes: una que registra el estallido de luz inicial y otra que mide el estallido de luz inicial y el resplandor luminoso duradero. La diferencia entre estas imágenes revela la vida útil de la luminiscencia integrada, proporcionando una lectura detallada y precisa en una escala de tiempo inferior a un milisegundo.
“Ofrecemos una forma más accesible de medir la vida útil de la luminiscencia, que a menudo se considera el estándar de oro en la detección óptica”, dijo Michael Kuhl de la Universidad de Copenhague en Dinamarca. “Al adoptar la técnica de marco a horcajadas que se desarrolló originalmente para mediciones de flujo de alta velocidad, hemos desarrollado una técnica que se puede utilizar con una amplia gama de cámaras disponibles comercialmente. Es posible que una gama más amplia de laboratorios realice mediciones de alta velocidad. operaciones de velocidad. – Resolución de imágenes de por vida.”
Descubriendo nuevas posibilidades en imágenes químicas
La capacidad de medir la vida útil de la luminiscencia fácilmente y a alta velocidad abre nuevas posibilidades para la obtención de imágenes químicas. Los investigadores ahora pueden registrar la dinámica del oxígeno con mucha mayor precisión temporal y espacial. “Seguimos la dinámica del oxígeno alrededor de las algas en centésimas de segundo y visualizamos cómo las partículas que reciben oxígeno se movían a través del agua, demostrando así la utilidad del método”, dice Ahmerkamp. “El método integrado de desintegración de luminiscencia se puede utilizar para obtener una visión profunda de cómo cambia el oxígeno en el medio marino, desde la escala de partículas microscópicas hasta ecosistemas completos”.
Acelerar el ritmo de los descubrimientos en la ciencia y la industria
Este nuevo enfoque podría estimular aplicaciones de imágenes de por vida más ilustradas en ciencias e ingeniería ambientales y biomédicas. Al hacer que las mediciones de alta precisión sean más accesibles, puede estimular nuevos enfoques experimentales, acelerando el ritmo de los descubrimientos en esta área.
“Nuestro objetivo era democratizar el acceso a una potente herramienta analítica”, añadió Ahmerkamp. “Creemos que este enfoque permitirá a los investigadores explorar interacciones químicas complejas con mayor facilidad y flexibilidad que nunca”.