HySIL es un nuevo diseño óptico que combina una lente sólida curvada con un líquido de inmersión de ajuste preciso para formar un único sistema óptico continuo. Esto permite que el líquido de inmersión no solo se utilice como medio pasivo (como se hacía hasta ahora), sino como un componente óptico activo.
Principio fundamental
En los microscopios de hoja de luz convencionales, existe un compromiso entre resolución, distancia de trabajo y coste. Los sistemas de alta resolución suelen requerir ópticas especiales caras (por ejemplo, objetivos con una apertura numérica muy alta), que solo son adecuados para métodos de preparación específicos y muestras pequeñas.
HySIL resuelve este problema mediante:
- La combinación de una lente sólida curvada relativamente simple (a menudo una lente de aire económica) con un líquido de inmersión ajustado con precisión.
- La selección y posicionamiento del líquido de manera que corrija las aberraciones ópticas de la lente sólida y, al mismo tiempo, aumente la apertura numérica.
- Que todo el sistema actúe como una única lente continua, sin transiciones bruscas ni interfaces que dispersen o reflejen la luz.
Esto permite que lentes estándar económicas alcancen de repente la resolución y la calidad de imagen de ópticas especiales caras, y esto en áreas de tejido más grandes (centímetros en lugar de milímetros) y con casi todos los métodos de preparación habituales.
Implementación práctica
Los investigadores han implementado dos variantes:
- pLSM-SCOPE: Un accesorio modular que se puede conectar a microscopios de hoja de luz existentes.
- Super-SCOPE: Una versión de prueba de concepto de mayor resolución.
El sistema es relativamente compacto y también puede integrarse en microscopios de hoja de luz nuevos y económicos (por ejemplo, el SLICE disponible comercialmente).
Ventajas de un vistazo
| Aspecto | Sistemas convencionales | Sistemas basados en HySIL |
|---|---|---|
| Coste | Alto (ópticas especiales) | Significativamente más bajo |
| Resolución | Alta, pero a menudo limitada | Alta en áreas de tejido extensas |
| Tamaño de la muestra | Generalmente pequeño | Posible escala de centímetros |
| Flexibilidad | A menudo solo para medios específicos | Funciona con casi todos los métodos de preparación habituales |
| Escalabilidad | Complejo | Fácil como módulo o en dispositivos compactos |
Base científica
Mediante la precisa sintonización de la lente fija y el líquido de inmersión, se optimiza el perfil del índice de refracción. Esto reduce las aberraciones ópticas (p. ej., aberración esférica) y permite una mejor recolección de luz en mayores profundidades. Los investigadores han demostrado esto tanto teórica como experimentalmente (p. ej., con teoría de la densidad funcional y pruebas prácticas en cerebros y biopsias de cáncer).
En resumen: HySIL convierte una lente "normal" + el líquido adecuado en un potente sistema óptico de alta resolución sistema óptico, sin necesidad de hardware especializado y costoso.
