انقلاب در IVF با اولین تصویر جنین پستاندار با دوربین کوانتومی

دانشمندان اولین تصویر از جنین یک پستاندار را با استفاده از دوربین‌های کوانتومی ثبت کردند که می‌تواند در پیشرفت روش‌های لقاح آزمایشگاهی (IVF) نقش موثری ایفا کند.

محققان با استفاده از پیشرفته‌ترین دوربین‌های کوانتومی توانستند لحظات نخست زندگی یک جنین موش را ثبت کنند که می‌تواند به پیشرفت‌های قابل توجهی در تکنیک‌های IVF کمک کند.

به گزارش دانشگاه آدلاید، این دانشگاه از آخرین نسل دوربین‌هایی استفاده کرده که قادر به شمارش بسته‌های نوری انرژی در هر پیکسل هستند، و این فناوری را به علوم زیستی منتقل کرده است.

پترکویچ، دانشجوی دکتری و نویسنده اصلی تحقیق، اظهار داشت: «فناوری دوربین‌های دیجیتال به جایی رسیده است که مفاهیم بنیادی فیزیک، مانند مکانیک کوانتوم، به اهمیت و کاربرد رسیده است.»

در این مطالعه که در نشریه APL Photonics منتشر شده، محققان توضیح دادند که تصویربرداری نوری با نور کم به استفاده از دوربین‌ها برای ثبت تصاویری با شدت نور کم اشاره دارد که «برای ثبت فرآیند‌های زیستی در حالت طبیعی خود حیاتی است.»

این دوربین‌ها قادر به تاباندن نور بر روی سلول‌های زنده هستند، زیرا «بسیاری از ترکیبات طبیعی در سلول‌ها وقتی که نور می‌تابانند، روشن می‌شوند»، پترکویچ ادامه داد. با این حال، سیگنال به‌طور طبیعی ضعیف است و نور می‌تواند به سلول‌ها آسیب بزند. محققان آدلاید تأکید کردند که باید روش‌ها به‌گونه‌ای بهینه‌سازی شوند که این سلول‌ها عملکرد طبیعی خود را حفظ کنند.

او افزود: «بسیار هیجان‌انگیز است که این دوربین‌های کوانتومی را به‌کار بگیریم و از آنها برای به حداکثر رساندن توانایی میکروسکوپ‌های خود استفاده کنیم.» آنها با استفاده از این دوربین‌ها، ابزار‌های میکروسکوپی را تقویت کرده‌اند و از نور‌های بسیار ملایم برای تاباندن نور استفاده کردند.

تصویر برداری از سلول‌ها با دقت بیشتر

طبق مقاله منتشرشده در APL Photonics، میکروسکوپ فلورسانس به ابزاری قدرتمند در علوم مختلف زیستی تبدیل شده است. این تکنیک امکانات جدیدی را برای مطالعه ساختار‌ها و فرآیند‌های زیرسلولی در زیست‌شناسی فراهم کرده است. با این حال، استفاده بیش از حد از نور می‌تواند آسیب‌هایی به نمونه‌ها وارد کند و کاهش شدت نور می‌تواند بر کیفیت تصویر تاثیر منفی بگذارد. یکی از مثال‌ها، نسبت اکسیداسیون نوری است که از شدت خودفلورسانس برای اندازه‌گیری متابولیسم استفاده می‌کند.

در این شرایط، محققان باید از دوربین‌های علمی در میکروسکوپ‌های خود استفاده کنند، اما منابع محدودی وجود دارد که عملکرد این دوربین‌ها را در شرایط نور کم بررسی کرده باشد. به همین دلیل، محققان دانشگاه آدلاید به رفع چالش‌های تصویربرداری فلورسانس در نور کم برای میکروسکوپی کمی و کمیاب زیستی پرداخته‌اند.

این دانشگاه به‌طور خاص فناوری دوربین‌های بسیار حساس، که پیشرفته‌ترین تکنولوژی در دسترس است، را برای تصویر برداری از آغاز زندگی به‌کار گرفتند. آنها توانستند جنین‌های موش زنده را ثبت کنند و این روش‌ها را به تکنیک‌های پیشرفته IVF و تصویربرداری زیستی پیوند زدند.

استفاده از هوش مصنوعی در بهبود تصاویر

محققان همچنین به بررسی این پرداخته‌اند که چگونه هوش مصنوعی می‌تواند نویز (صدای اضافی) را از تصاویر ثبت‌شده حذف کند. این نویز به‌دلیل ضعف دوربین در دریافت نور کافی ایجاد می‌شود. همان‌طور که پترکویچ گفته است، «این مراحل بیشتر از فقط قراردادن دوربین در میکروسکوپ و گرفتن عکس هستند.»

در آینده، این تیم برنامه دارند که به «حوزه تصویربرداری کوانتومی» گسترش پیدا کنند، جایی که از وضعیت‌های کوانتومی نور برای کسب اطلاعات بیشتر از نمونه‌ها استفاده می‌شود.

این تحقیق در مجله APL Photonics منتشر شده است.

انتهای پیام/