Bilim dünyasında devrim! Yeni mikroskop görüntüleme sınır aştı

Columbia Üniversitesi'nden Prof. Dr. Raju Tomer ve ekibi, 2024 yılında Nature Biotechnology dergisinde yayımlanan çalışmalarıyla, 3D doku görüntülemesinde devrim yaratacak yeni bir mikroskop teknolojisine imza attı. HySIL adı verilen bu yenilikçi optik sistem, yüksek çözünürlüklü doku görüntülerini düşük maliyetle sunarak, biyoloji ve tıp alanında araştırmacıların karşılaştığı teknik ve ekonomik engelleri ortadan kaldırıyor. HySIL'in geliştirilmesiyle, sinir biliminden kanser araştırmalarına kadar birçok disiplinde, sağlam dokuların üç boyutlu ve detaylı incelenmesi artık daha erişilebilir hale geldi. Columbia Üniversitesi'nin patent başvurusu yaptığı bu teknoloji, laboratuvarlarda ve klinik ortamlarda yaygın olarak kullanılabilecek kapasitede tasarlandı.

Prof. Dr. Raju Tomer: HySIL ile performans ve erişilebilirlik bir arada

HySIL teknolojisinin en dikkat çekici özelliği, basit kavisli bir katı lens ile hassas şekilde eşleştirilen bir immersion sıvısının birleşimiyle oluşturulan hibrit optik sistem. Prof. Dr. Raju Tomer, "Mikroskopide performans ve erişilebilirlik arasında uzun süredir var olan bir tavizi kırdık" diyerek, HySIL'in pahalı immersion lenslerin sunduğu yüksek çözünürlüğü, uygun fiyatlı ve kompakt ekipmanlarla mümkün kıldığını belirtiyor. Bu gelişme, yalnızca üst düzey araştırma laboratuvarlarının değil, aynı zamanda eğitim kurumlarının ve kaynakları sınırlı kliniklerin de yüksek kalitede 3D doku görüntülemesine ulaşmasını sağlıyor. HySIL, mevcut mikroskop sistemlerine kolayca entegre edilebilmesiyle de öne çıkıyor. Araştırma ekibi, HySIL tabanlı SCOPE cihazını mevcut ışık tabakası mikroskoplarına eklenebilen modüler bir çözüm olarak geliştirdi. Ayrıca, daha yüksek çözünürlük sunan Super-SCOPE prototipi de bilim dünyasının dikkatini çekti.

HySIL ile 3D doku görüntülemede maliyet ve karmaşıklık azaldı

Geleneksel mikroskop sistemlerinde, yüksek çözünürlüklü 3D görüntüler elde etmek için genellikle pahalı immersion lensler veya karmaşık hazırlık süreçleri gerekiyor. Ancak HySIL, hem maliyetleri ciddi şekilde düşürüyor hem de kullanıcı dostu yapısıyla öne çıkıyor. Araştırma ekibi, HySIL'in ucuz hava lenslerinin santimetre ölçeğindeki dokularda yüksek çözünürlüklü görüntüler sunmasını sağladığını ve neredeyse tüm yaygın örnek hazırlama yöntemleriyle donanım değişikliği gerektirmeden uyumlu çalıştığını vurguluyor. Bu sayede, laboratuvarlar ve klinikler, doku örneklerini kolayca üç boyutlu olarak inceleyebiliyor. HySIL'in modüler yapısı, farklı mikroskop türlerine de entegre edilebilmesini mümkün kılıyor. Konfokal, iki fotonlu ve diğer 3D görüntüleme modlarıyla birlikte kullanılabilen HySIL, esnekliğiyle de dikkat çekiyor. Ayrıca, pLSM-SCOPE ve ticari olarak sunulan SLICE gibi cihazlarla birleştirilerek, geniş bir uygulama yelpazesi sunuyor.

HySIL, sinir biliminden patolojiye geniş kullanım alanı sağlıyor

HySIL'in bilimsel araştırmalarda sağladığı avantajlar, özellikle sinir bilimi, gelişim biyolojisi ve patoloji alanlarında öne çıkıyor. Araştırmacılar, pLSM-SCOPE sistemini kullanarak, bütün fare, semender ve mağara balığı beyinlerinde sinir devrelerini haritalamayı başardı. Ayrıca, laboratuvar ortamında yetiştirilen minyatür insan beyin dokularında gelişim ve hastalık süreçleri detaylı biçimde incelendi. HySIL teknolojisi, sağlam insan kanser biyopsilerinin üç boyutlu görüntülenmesinde de önemli rol oynadı. Bu çalışmalar, yeni nesil yapay zeka modellerinin eğitilmesi ve hastalıkların tanı ve prognoz süreçlerinin iyileştirilmesi için büyük veri setleri oluşturulmasına katkı sağladı. Columbia Üniversitesi'nden Prof. Dr. Hanina Hibshoosh, "Doku görüntülerinin 3D olarak incelenmesi, yalnızca patolojinin geleneksel olarak sınırlı olduğu kesitleri değil, tüm doku mimarisini görmenizi sağlıyor" diyerek, HySIL'in patoloji alanındaki önemine dikkat çekti. Bu teknoloji sayesinde, cam lam üzerine yerleştirilen iki boyutlu doku dilimlerine bağımlılık azalırken, biyolojik ve hastalık özelliklerinin üç boyutlu olarak daha iyi analiz edilmesi mümkün hale geldi.