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@ -557,6 +557,60 @@ proteine contenenti regioni fluorescenti. |
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I fluorofori utilizzati possono essere piccole molecole organiche, |
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I fluorofori utilizzati possono essere piccole molecole organiche, |
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nanoparticelle realizzate in materiali semiconduttori (come i punti |
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nanoparticelle realizzate in materiali semiconduttori (come i punti |
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quantici) oppure sequenze di amminoacidi. |
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quantici) oppure sequenze di amminoacidi. |
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Per la produzione delle immagini esistono due macrocategorie di |
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tecniche: |
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In commercio si trovano numerosi fluorofori operanti in molteplici |
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regioni dello spettro visibile e con protocolli di marcatura |
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standardizzati. La scelta del fluoroforo e del protocollo di marcatura |
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devono tener conto di numerosi fattori, tra i quali: le condizioni |
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dell'esperimento (in vivo o in vitro), le possibili interferenze col |
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comportamento del sistema studiato, la compatibilità con le sostanza |
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chimiche usate in soluzione, la stabilità del fluoroforo stesso e il |
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suo tempo di vita. |
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Per la produzione delle immagini esistono due macro-categorie di |
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tecniche: le microscopie a campo largo (o \textit{wide-field}) e |
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le miscroscopie a scansione puntiforme. |
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Nel primo caso l'intero volume osservato viene illuminato |
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uniformemente e la radiazione emessa per fluorescenza viene raccolta |
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e ingrandita da un opportuno cammino ottico che ricostruisce |
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l'immagine sulla matrice di un sensore CMOS o CCD. |
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Nel secondo caso l'area di interesse viene suddivisa in un reticolo |
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tridimensionale di punti e ogni punto viene acquisito sequenzialmente, |
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illuminando il più piccolo volume circostante possibile e raccogliendo |
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tutta la radiazione emessa proveniente dal medesimo volume in un |
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unico punto, coincidente con l'apertura di un fotodiodo o di un |
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fotomoltiplicatore. |
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Il principale vantaggio delle tecniche a scansione rispetto a quelle |
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a campo largo risiede in una più marcata soppressione del |
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rumore di fondo dovuto all'emissione di fluorescenza fuori dal |
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piano focale. I microscopi che sfruttano queste tecniche sono infatti |
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equipaggiati di opportuni accorgimenti per filtrare sia la radiazione |
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di eccitazione che quella raccolta in modo da selezionare uno strato |
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estremamente sottile del volume del campione. |
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Le dimensioni del volume selezionato per ogni |
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punto acquisito posso avvicinarsi molto al limite di diffrazione, e |
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in questo modo è possibile visualizzare in maniera estremamente nitida |
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strutture con dettagli di dimensioni confrontabili con il limite |
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di diffrazione, |
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Lo svantaggio principale invece sta nella massima risoluzione |
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temporale ottenibile: per acquisire un'immagine è necessario |
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muovere il campione (o il fascio di illuminazione) attraverso |
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l'intero reticolo e per ogni punto è necessario un tempo di sosta |
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adeguato a raccogliere un numero sufficiente di fotoni. |
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La risoluzione temporale di un microscopio a scansione quindi, |
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decresce all'aumentare delle dimensioni dell'area osservata e della |
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densità di punti acquisita. |
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La microscopia a campo largo, acquisendo simultaneamente tutto il |
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fotogramma in una sola volta, consente di raggiungere risoluzioni |
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temporali molto elevate anche per campioni estesi. La velocità |
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di acquisizione di un singolo fotogramma è essenzialmente limitata |
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dalla sensibilità del sensore usato e dalla velocità della sua scheda |
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elettronica. |
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Tuttavia, in questo caso, sul sensore si va a sommare all'immagine |
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proveniente dai fluorofori nel piano focale quella, fuori fuoco, |
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di tutti gli emettitori che si trovino su piani diversi attraversati |
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dal fascio. |
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In campioni con una elevata densità di fluorofori liberi in soluzione |
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questo effetto viene particolarmente accentuato, con un effetto |
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negativo sul rapporto segnale/rumore ottenibile. |