Tomografia De Hemácias – Giuseppe Glionna

Tomografia De Hemácias – Giuseppe Glionna
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Resumo:

Objetos transparentes (objetos de fase) se tornam visíveis em um microscópio óptico operando em campo-claro, se o microscópio estiver desfocalizado. Na verdade, um microscópio óptico desfocalizado operando em campo-claro é equivalente a um microscópio de contraste de fase, apresentando vantagens que serão discutidas nesta tese, em relação ao microscópio de contraste de fase convencional. A desfocaliza ção introduz uma diferença de fase entre a luz transmitida (não-difratada) e a luz difratada pelo objeto, que ao serem recombinadas no plano de deteção e devido à interfer ência entre estas luzes, faz com que o objeto transparente se torne visível, com um contraste da imagem diferente de zero. Isto foi demonstrado em nosso laborató- rio e publicado em artigos e teses anteriores [17]. Nesta tese, melhoramos o modelo óptico de microscopia de desfocalização, para que ele fosse válido para qualquer desfocalização, inclusive no limite assintótico de grandes desfocalizações, e para nú- meros de onda de difração maiores. Obtivemos expressões teóricas para o contraste de objetos de fase compostos por uma e por duas interfaces paralelas. No limite de pequenas desfocalizações e números de onda de difração pequenos, através da mé- dia temporal do contraste, podemos obter a forma de equilíbrio de hemácias, como demonstrado em publicação anterior deste laboratório [4]. Nossa nova expressão é importante para estabelecer uma relação entre utuações de contraste e utuações na altura das superfícies da hemácia. Com este novo modelo óptico, nós mostramos que ao fazer uma varredura na posição do plano focal da objetiva (zf ), como as superfícies das hemácias estão em posições diferentes em relação à z, a luz difratada pelas supercies tem fases diferentes e, portanto, podem ser distinguidas nesta técnica de microscopia de desfocalização. Este fato nos permite estudar as propriedades de cada superfície separadamente. Para utuações com números de onda maiores que 1 um-1, podemos aproximar a região central da hemácia por planos paralelos e aplicar o modelo óptico para objetos de fase com duas interfaces desenvolvidos nesta tese. Usando o modelo elástico recente de Auth et al. [8], que leva em conta o acoplamento entre a bicamada lipídica e o citoesqueleto de espectrina (que também considera as superfícies de hemácias como planos paralelos) e nosso modelo óptico, obtivemos um ótimo ajuste para os dados experimentais. Deste ajuste obtivemos os valores para o módulo de curvatura da bicamada, o módulo de cisalhamento do citoesqueleto e para a temperatura efetiva. As utuações de altura na hemácia não são somente de origem térmica. Outra contribuição vem da conversão de energia química em trabalho mecânico nas superfícies, mediada por ATP (adenosina trifosfato, o combustível das células) [9,10]. Estes efeitos fora-do-equilíbrio são reduzidos a um único parâmetro, qual seja a temperatura efetiva introduzida de uma maneira ad-hoc. Este efeito ainda é motivo de controvérsia na literatura [11]. Estudamos também a relaxação destas utuações analisando a função de auto-correlação temporal do contraste. Esta relaxação depende da elasticidade da bicamada lipídica e citoesqueleto de espectrina, e do escoamento do citoplasma através do canal estreito, de espessura d da ordem de 20 a 30 nm, entre a bicamada e o citoesqueleto. Do ajuste da teoria aos nossos dados obtivemos d = 21+-1 nm. Mostramos que a técnica de microscopia de desfocalização é uma técnica de microscopia óptica bastante útil e conável para o estudo do perl e rugosidades dinâmica e estática de interfaces em um material transparente em multicamadas, como membranas de células biológicas.

Detalhes:

  • Categoria: Teses e dissertações
  • Instituição: UFMG/FÍSICA
  • Área de Conhecimento: FÍSICA
  • Nível: Doutorado
  • Ano da Tese: 2009
  • Tamanho: 3.83 MB
  • Fonte: Portal Domínio Público

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