K dokonalejšímu zobrazení organických i anorganických struktur nebo ke sledování buněčných procesů je často využíváno jevu zvaného fluorescence. Použité fluorescenční barvivo po přijetí záření v oblastech kratších vlnových délek UV nebo viditelného světla, ve kterých je schopno excitační záření absorbovat, emituje záření vlastní. K jeho pozorování slouží fluorescenční mikroskopy a vysoce citlivé a současně velmi rychlé fluorescenční kamery. V kardiologickém výzkumu se fluorescence často využívá ke sledování změn koncentrace intracelulárního vápníku, které je možné vykonat jiným způsobem jen obtížně. S dynamikou koncentrace intracelulárního vápníku úzce souvisí také mechanické kontrakce srdečních buněk, ty jsou ale pozorovány ve světlém poli mikroskopu.

Moderní mikroskopie umožňuje měření pomocí dvou a více fluorescenčních barviv, nejčastěji za pomoci rotačního výměníku filtrů. Vědci tímto způsobem mohou pozorovat různě obarvené struktury. V případě potřeby hodnocení tvaru sledovaného objektu je nutné navíc zajistit zobrazení ve světlém poli. To bývá bez možnosti postupného přepínání kanálů obtížné, protože silné průchozí světlo degraduje slabou fluorescenci. Navíc jsou sledované děje velmi rychlé a není možné si dovolit časovou prodlevu v důsledku přepínání kanálů.

Vědci z VUT v Brně, Ing. Vratislav Čmiel a prof. Ing. Ivo Provazník, Ph.D. z Ústavu biomedicínského inženýrství Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií přišli s technickým řešením v podobě adaptéru určeného k připojení na fluorescenční mikroskop. Adaptér umožní obraz sledovaných buněk spektrálně rozdělit na dvě digitální kamery a zároveň tak zachytí spektrálně rozdělený obraz bez časové prodlevy.

Vynález přináší další výhody svým konstrukčním provedením. Obsahuje pouze jeden optický filtr zařazený spolu s dichroickým zrcadlem na výstupu, tudíž sledované vzorky s adaptérem na mikroskopu téměř neztrácí intenzitu fluorescence. Při kombinaci fluorescenčního zobrazování se zobrazováním ve světlém poli pak postačí zařazení dalšího filtru do optické dráhy zdroje průchozího světla.

U zkoumaných srdečních buněk lze měřit současně dynamické vápníkové projevy s využitím vápníkového indikátoru spolu s kontrakcemi srdeční buňky. Vícekanálové fluorescenční mikroskopické měření je hojně využíváno také v různých oblastech buněčné biologie a medicíny. Předpokládá se, že vynález nalezne své uplatnění i v dalších oblastech. Tomu napomáhá mimo jiné vysoká variabilita adaptéru a magnetické uchycení fluorescenční kostky umožňující snadnou a rychlou výměnu filtrů.

Zařízení je chráněné:

• Užitným vzorem 25423 (odkaz na ÚPV)

Autor článku: Ing. Vratislav Čmiel

Zdroj úvodní fotografie: Splette, Wikimedia Commons, 2006