Muovere Ottiche e Campioni in modo Veloce e Accurato

Occhi azzurri, marroni o verdi? Quale colore di capelli? Quali malattie possono colpirci? Di chi sono figlio io? Tutte queste informazioni e molto di più sono immagazzinate, o almeno incastonate, nei nostri geni. Nei romanzi gialli, ma anche nella vita reale, l'analisi genetica è chiamata in causa quando si tratta di trovare una risposta alla domanda: "Chi è stato?". L'"impronta genetica" è diventata una prova spesso consultata e inconfondibile. Infine, ma non meno importante, l'analisi del genoma detiene la chiave per scoperte rivoluzionarie per molte domande relative alla salute.

La base determinante è la possibilità di un'analisi olistica dei genomi. Questa analisi olistica dei genomi sta quindi diventando sempre più importante. Una tecnica di punta è il metodo del "sequenziamento per sintesi", il cui principio si basa sulla microscopia a fluorescenza. A partire dal suo sviluppo, questo metodo ha fatto enormi progressi. Velocità e precisione sono aumentate di diversi ordini di grandezza, così come sono diminuiti i costi. Le tecniche di posizionamento utilizzate nei microscopi usati a questo scopo hanno anch'essi contribuito in maniera significativa al progresso.

Nel metodo del "sequenziamento per sintesi", le cosiddette "cellule di flusso" di nucleotide con marcatori fluorescenti sono gradualmente incorporate in un singolo filamento di DNA (catena di acido nucleico) e sono, come tali, "sintetizzate". Se si tratta di una ricombinazione della coppia di basi, viene generato nello spettro visivo un segnale caratteristico di colore fluorescente per ciascuna delle quattro diverse combinazioni di coppie di basi. I quattro colori sono: Blu, verde, giallo e rosso. Questi segnali possono essere rilevati al microscopio.

Poiché i segnali sono deboli e anche molto brevi, il processo di rilevamento e di imaging deve essere molto veloce. A tal fine, sono necessari due processi di posizionamento coordinati.

Prima di tutto, la cella di flusso deve essere posizionata con precisione sotto l'obiettivo. Per questo, PI offre stage XY di alta precisione. A seconda delle dimensioni della cella a flusso e della sua forma geometrica effettiva, essa viene analizzata su un campo di spostamento di oltre 100 mm - questo deve essere fatto rapidamente ma con alta precisione per rilevare tutti i segnali.

Inoltre, l'obiettivo deve all'occorrenza essere allineato con precisione lungo l'asse ottico, all'interno della profondità di campo dell'obiettivo. A seconda del fattore di ingrandimento della lente, la profondità di campo può essere nell'ordine di qualche centinaio di nanometri. Non solo la precisione corrispondente è la chiave, ma anche la velocità e la dinamica. Perché, da un lato, il livello esatto dell'evento (segnale di fluorescenza) non può essere previsto e, dall'altro, le possibili tolleranze della cella di flusso così come i minimi errori dovuti al beccheggio/inclinazione delle fasi di posizionamento XY devono essere compensati dal movimento.

Per la messa a fuoco Z, PI offre sia gli stage di posizionamento obiettivi PIFOC^®, che si basano su attuatori piezoelettrici amplificati a leva e, in alternativa, azionamenti voice coil altamente dinamici con ampie corse.