Tim sa Columbia University razvio je HySIL — metodu koja kombinuje čvrsto sočivo i uparen imerzivni fluid kako bi i jeftina vazdušna sočiva davala oštre 3D slike kroz centimetarska tkiva. Istraživači su predstavili modularne dodatke SCOPE i Super-SCOPE koje je moguće montirati na postojeće light-sheet mikroskope, a tehnologija je integrisana u komercijalni pLSM (SLICE). Demonstracije na životinjskim modelima, ljudskim organoidima i biopsijama ukazuju na široku primenu u istraživanju, patologiji i AI-analizi.
HySIL: Nova Optika Koja Čini Visokorezolutivnu 3D Mikroskopiju Pristupačnom
Tim sa Columbia University predvođen profesorom Rajom Tomerom razvio je HySIL (Hybrid Solid–Liquid Optics) — novu optičku strategiju koja omogućava jeftinijim vazdušnim sočivima da daju oštre, visokorezolutivne 3D snimke kroz centimetarska tkiva bez promene hardvera mikroskopa.
Šta je HySIL?
HySIL kombinuje prosto zakrivljeno čvrsto sočivo sa pažljivo uparenim imerzivnim fluidom tako da oni funkcionišu kao jedinstven optički sistem. Time se prevazilaze kompromisi između performansi i pristupačnosti: umesto skupih uljnih sočiva sa malom dubinom polja ili jeftinijih vazdušnih sočiva koja se zamućuju pri radu sa hemijski pročišćenim uzorcima, HySIL omogućava jasnoću i prodornost kroz velike, čitave uzorke.
Kako su demonstrirali tehnologiju
Istraživači su napravili modularne dodatke SCOPE i Super-SCOPE koji se montiraju na postojeće light-sheet mikroskope; Super-SCOPE je dokazni model sa još većom rezolucijom. Te tehnologije su integrisane i u kompaktni, projektorom zasnovan light-sheet mikroskop pLSM, koji je 2024. komercijalizovan pod imenom SLICE.
Primene i demonstracije
U saradnji sa akademskim partnerima, tim je prikazao pLSM-SCOPE na čitavim mozgovima miševa, salamandera i pećinskih riba (mapiranje neuronskih mreža), na laboratorijski uzgojenim ljudskim moždanim organoidima (proučavanje razvoja i bolesti) i na netaknutim ljudskim biopsijama tumora (3D patologija). Autori navode da se HySIL može primeniti i na druge mikroskopske platforme, uključujući konfokalne i two-photon sisteme.
„Naš dizajn ruši dugogodišnji kompromis između performansi i dostupnosti u mikroskopiji. Time što smo imerzivni fluid učinili aktivnim optičkim elementom, postižemo performanse vrhunskih sistema po delu cene — pogodnim za nastavu i klinike sa ograničenim resursima,“ rekao je prof. Raju Tomer.
Industrijska saradnja, finansiranje i etika
Istraživanje je objavljeno u Nature Biotechnology i finansijski podržano od strane National Institutes of Health (NIH). Columbia University je podneo patente za ove tehnologije. Tomer je bio konsultant kompanije MBF Bioscience, a nekoliko koautora je zaposleno u toj firmi — informacije koje su jasno deklarisane u radu. Jack Glaser (MBF Bioscience) ocenio je da HySIL donosi „retku kombinaciju nižih troškova i boljih performansi“ i da je inženjering u pouzdan sistem ključan za široku upotrebu.
Zašto je to važno
Decenijama se analiza tkiva zasnivala na tankim presečenim uzorcima. HySIL i prateći uređaji omogućavaju pristupačno 3D snimanje koje otkriva kompletnu arhitekturu tkiva — to je ključno za mapiranje neuronskih kola, 3D patologiju i obuku modela veštačke inteligencije koji zahtevaju velike, detaljne slike.
„Pristup gustom, tkivu-skali setu slikovnih podataka transformisaće biologiju i medicinu,“ zaključio je Tomer.
Pomozite nam da budemo bolji.
