Nuove applicazioni dell'ottica in biofisica

È stata recentemente pubblicata sulla prestigiosa rivista scientifica Scientific Reports (gruppo Nature) una ricerca sulle applicazioni dell'ottica (microscopia confocale) alla biofisica e potenzialmente alla diagnostica medica per immagini. Autrice principale dell'articolo è la Dott.ssa Elisabetta Di Franco, Dottoranda in Fisica.

Nella microscopia confocale, il sezionamento ottico è determinato dalla dimensione del pinhole, un’apertura posizionata davanti al rivelatore, che permette di rimuovere la luce di fluorescenza proveniente dai piani fuori fuoco. Il massimo livello di sezionamento ottico è ottenuto, teoricamente, chiudendo il pinhole, cosa che però riduce drasticamente il segnale dell’immagine. In pratica, si deve quindi trovare un compromesso tra un alto rapporto segnale/rumore e un buon livello di sezionamento ottico.

In questo lavoro, gli autori presentano un metodo per superare questo compromesso che consiste nell’applicare l’algoritmo di separation of photons by lifetime tuning (SPLIT) a una serie di immagini acquisite con dimensioni variabili del pinhole (SPLIT-PIN). Il metodo è stato applicato all’imaging del DNA in un modello cellulare dei tumori, alla rimozione del segnale fuori fuoco nella microscopia a super-risoluzione STED e all’imaging di organoidi intestinali vivi marcati con un fluoroforo di membrana.

Elisabetta Di Franco svolge la sua ricerca in Biofisica nel gruppo diretto dal Prof. Luca Lanzanò presso il DFA. Il progetto è stato svolto in collaborazione con il Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute (DSFS) (Prof. M. Gulisano) e con Bio-Nanotech Research and Innovation Tower (BRIT) di Università di Catania e con Istituto Italiano di Tecnologia/Università di Genova (Prof. A. Diaspro, Dr P. Bianchini, Dr G. Vicidomini). Progetto finanziato in parte da Associazione Italiana per la ricerca sul Cancro (AIRC MFAG 21931), Università di Catania (Linea2 Nati4Smart), Unione Europea-PNRR (progetto SAMOTHRACE).