Tesis doctoral de Omar Eduardo Olarte Pataquiva
En la búsqueda de obtener mejores y más rápidas imágenes de estructuras celulares y subcelulares, los microscopios ópticos orientados a aplicaciones biológicas han avanzado significativamente en las últimas décadas. Nuevas y mejores técnicas de microscopía, como la microscopía no-lineal y la microscopía de hoja de luz, han aparecido como alternativas a las técnicas convencionales de microscopía que presentan algunos inconvenientes intrínsecos. en esta tesis mi propuesta es llevar un paso más adelante estas técnicas y combinarlas con otras tecnologías fotónicas de tal forma que sirvan para ayudar a solucionar problemas biológicos complejos. esta tesis está organizada en dos partes principales. La primera parte está dedicada a una serie de aplicaciones en las que se utilizan láseres de femtosegundos para hacer microcirugías de precisión. Para esto se desarrollaron metodologías de evaluación de daños colaterales utilizando técnicas de microscopía no-lineal que fueron probadas en modelos biomédicos relevantes. En la segunda parte, se emplearon métodos de ingeniería de frentes de onda para mejorar las capacidades de formación de imagen de sistemas de microscopía de hoja de luz. esta tesis está, en consecuencia, organizada de la siguiente forma: en el capítulo 1 se muestra una breve pero completa revisión de las técnicas de microscopía empleadas a lo largo de esta tesis. Además se muestran los retos y logros de esta tesis en orden secuencial. en el capítulo 2 se presenta una metodología de imágenes multimodales para evaluar daños colaterales inducidos por láser. Esta metodología fue específicamente diseñada para el control de daños cuando se cortan axones de caenorhabditis elegans (c. Elegans) utilizando láseres de femtosegundos. En este capítulo se muestra que los daños colaterales se pueden detectar incluso hasta el nivel de la estructura de miosina de los músculos adyacentes al axón. en el capítulo 3 se presenta la aplicación de la metodología desarrollada en el capítulo 2, para la disección no invasiva de axones de las neuronas motoras tipo d en c. Elegans. En este capítulo se utiliza una cámara microfluídica para la inmovilización de c. Elegans y un protocolo detallado para evaluar la regeneración axonal de estas neuronas. También se presenta el potencial de esta plataforma para evaluar medicinas que podrían mejorar la regeneración. en el capítulo 4 se presenta una nueva propuesta para el uso de la microscopía de dos fotones para ajustar finamente la fotodisrupción generada por los láseres de femtosegundos en cristalinos extraídos de pacientes humanos. en el capítulo 5 describo detalladamente la implementación de un microscopio de hoja de luz escaneada digitalmente (dslm) que puede trabajar tanto en los regímenes lineales y no lineales, como utilizando haces gaussianos o de bessel para la excitación de fluorescencia. Las propiedades mejoradas del sistema desarrollado se presentan utilizando muestras de c. Elegans vivos y esferoides multicelulares de tumor. en el capítulo 6, se presenta el desarrollo de un concepto completamente nuevo en el campo de la microscopía de hoja de luz. Este desarrollo está basado en el aumento de la profundidad de campo de la lente que colecta la luz emitida en dicho microscopio utilizando métodos de codificación de frentes de onda. Más adelante, se muestra la aplicación de esta metodología para la captura rápida de imágenes volumétricas de muestras biológicas vivas y para el seguimiento rápido de partículas en muestras tridimensionales.
Datos académicos de la tesis doctoral «Development of novel imaging tools for selected biomedical applications«
- Título de la tesis: Development of novel imaging tools for selected biomedical applications
- Autor: Omar Eduardo Olarte Pataquiva
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 20/03/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Pablo Loza álvarez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: hugues Giovannini
- corinne Lorenzo (vocal)
- (vocal)
- (vocal)