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Dipartimento di Fisica - Politecnico di Milano

Microscopia ottica tridimensionale di organismi biologici

 

La tesi sara` svolta nel laboratorio di Tomografia Ottica e prevede l'inserimento dello studente in un gruppo di ricerca sperimentale che si occupa di mettere a punto tecniche di imaging ottico per lo studio di problemi di biofisica e biologia.

E` prevista la possibilita` di scegliere tra diverse attivita` che riguardano aspetti strumentali, modellistici e applicativi della ricerca:

- sviluppo di un sistema di microsopia che combini le tecniche Selective Plane Illumination Microscopy [1] e Optical Projection Tomography [2]. L'obbiettivo del progetto e` di costruire uno strumento che permetta lo studio in tre dimensioni di campioni biologici, ottenendo immagini ad elevata risoluzione spaziale dell'intero volume del campione.

- modellazione della propagazione della luce in mezzi diffondenti di dimensione sub-millimetrica. L'obbiettivo del progetto e` di implementare un metodo di ricostruzione basato su Algebraic Reconstruction Techniques che permetta una ricostruzione accurata dei paremetri ottici del campione, tenendo conto dell'effetto dello scattering e della presenza di regioni con diversi indici di rifrazione all'interno del campione.

- applicazione delle tecniche di microscopia 3D per: studio della rigenerazione neuronale dopo danno del midollo spinale (Fig.1), in collaborazione con l'Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri di Bergamo;  visualizzazione del sistema vascolare e la misura dei parametri emodinamici in organismi modello (Fig.2), in collaborazione con il Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics di Dresda. 

 

Fig 1: sezione sagittale di

Fig 1: sezione sagittale di midollo spinale ottenuta con OPT; dettaglio in cui sono visibili singoli neuroni, ottenuto con SPIM.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig 2

Fig 2: ricostruzione 3D del sistema vascolare di embrione di zebrafish, ottenuta con OPT.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Requisiti: conscenze di base di Matlab oppure di programmazione (C/C++/Java)

 


 

Referenze:

[1] J. Huisken, J. Swoger, F. Del Bene, J.Wittbrodt, E.H.K. Stelzer, "Optical sectioning deep inside live embryos by selective plane illumination microscopy", Science, 305 (5686), 1007, (2004)

[2] A. Bassi, L. Fieramonti, C. D’Andrea, M. Mione and G. Valentini, "In vivo label-free three-dimensional imaging of zebrafish vasculature with optical projection tomography", J. Biomed. Opt. 16, 100502, (2011)