Olympus fournit des composants optiques de haute qualité pour la microscopie en fond noir, comme les objectifs à huile UPlanFL 60X et 100X. Associés à un condenseur en fond noir couplé à l’huile, ces objectifs créent des images présentant des capacités de détection des particules améliorées et un rapport signal sur bruit accru par rapport à la microscopie à transmission lumineuse standard. Pourtant, les besoins croissants en imagerie de recherche à l’échelle nanométrique ont stimulé la demande pour des performances d’imagerie en fond noir encore meilleures.
Présentation de la technique d’éclairage en fond noir améliorée
Pour répondre à ce besoin, CytoViva a introduit la technique d’éclairage en fond noir améliorée (EDF) en 2005 — numéros des brevets américains : 7,542,203, 7,564,623 (2009). Cette technique permet d’améliorer les performances du rapport signal sur bruit de 10X par rapport aux techniques d’imagerie en fond noir standards. Par conséquent, elle améliore considérablement les capacités de détection des entités à l’échelle nanométrique.
L’éclairage EDF CytoViva vous permet d’observer rapidement et facilement des entités à l’échelle nanométrique dans un large éventail d’environnements d’échantillons transparents et translucides dans leur état natif, sans recourir à des marqueurs. Cette capacité est représentée sur la figure 1 ci-dessous. Les images montrent des macrophages exposés à des lipides de faible densité (LDL) chargés de nanoparticules d’or (NPAu).
Figure 1a : Image en fond noir améliorée (60X) de LDL avec NPAu dans des macrophages
Figure 1b : Zoom numérique 4X de la zone en incrustation mise en évidence en rouge
Figure 1c : Cellule de contrôle
L’éclairage en fond noir amélioré ouvre de nouvelles possibilités pour l’imagerie à l’échelle nanométrique
Cette amélioration des performances a ouvert de nouvelles possibilités. Elle permet aux chercheurs d’obtenir des images optiques de nanostructures dans une variété de matrices d’échantillons translucides avec une clarté et une fidélité améliorées. Notamment :
- Particules plasmoniques (Au, Ag, Pt) jusqu’à 10–20 nm
- Oxydes métalliques (TiO2, Fe2O3, ZnO2) jusqu’à 20–40 nm
- Particules polymériques jusqu’à 40–60 nm
- Lipides jusqu’à 80–100 nm
Cette technique peut également être utilisée pour obtenir facilement des images d’autres structures à l’échelle nanométrique, comme les nanotubes de carbone à parois simples ou multiples. Là encore, aucun marquage ou aucune autre préparation spéciale des échantillons n’est nécessaire avant l’obtention des images. En outre, la technique est facile à maîtriser. Les utilisateurs novices peuvent apprendre à obtenir des images de haute qualité en moins d’une heure, même sans expérience préalable en microscopie.
Éclairage en fond noir amélioré : fonctionnement de la technique
L’amélioration des performances est le résultat du contournement du trajet optique normal par la base du microscope. Au lieu de cela, le système fermé et le trajet optique dirigent l’éclairage directement dans le condenseur, fixant la géométrie du trajet optique depuis la source lumineuse jusqu’à la fente d’entrée dans le condenseur (figure 2a). Ceci permet de concentrer une densité photonique maximale sur l’échantillon, ce qui améliore les performances d’imagerie du rapport signal sur bruit. De plus, cette conception facilite la mise au point du condenseur sur le plan d’imagerie souhaité pour l’échantillon et en améliore la cohérence.
Figure 2a : Trajet optique à travers le dispositif d’éclairage en fond noir amélioré CytoViva
La conception de l’EDF collimate également la lumière entrant dans le condenseur. Cela réduit la lumière parasite et le bruit de fond. Le résultat : une image en fond noir optimisée avec des performances de rapport signal sur bruit améliorées par rapport aux condenseurs en fond noir standards disponibles dans le commerce. Le dispositif d’éclairage EDF est compatible avec divers microscopes droits et inversés Olympus, notamment les suivants :
Le dispositif d’éclairage EDF développé par CytoViva fonctionne également avec diverses sources lumineuses avec des sorties comprises entre 400 et 2200 nm. Cela inclut les sources lumineuses optimisées pour l’imagerie par fluorescence.
Figure 2b : Dispositif d’éclairage en fond noir amélioré CytoViva installé sur un microscope droit Olympus
La technique d’éclairage en fond noir amélioré peut être utilisée dans une grande variété d’applications à l’échelle nanométrique, de l’énergie alternative aux cosmétiques. Toutes ces applications ont leurs propres exigences. Pourtant, elles ont toutes en commun la nécessité d’observer optiquement la formation, les fonctions et l’emplacement de nanostructures dans leur état natif, non marqué, lorsqu’on les place dans diverses matrices biologiques et non biologiques. Comme on le voit ici, le dispositif d’éclairage en fond noir amélioré CytoViva, associé à un équipement de microscopie Olympus de haute qualité, est la clé du succès dans ces applications difficiles.
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