Pada masa lalu, banyak penemuan telah dibuat kerana kaedah pengukuran yang lebih baik dan lebih tepat telah tersedia, sehingga memungkinkan untuk memperoleh data dari fenomena yang belum dijelajahi sebelumnya. Sebagai contoh, mikroskopi resolusi tinggi telah mula mengubah perspektif fungsi dan dinamika sel kita secara dramatik. Penyelidik di Kluster Kecemerlangan ImmunoSensasi2 di University of Bonn, Hospital Universiti dan caesar pusat penyelidikan kini telah mengembangkan kaedah yang membolehkan menggunakan gambar pelbagai fokus untuk membina semula pergerakan proses biologi pantas dalam 3D.
Banyak proses biologi berlaku pada skala nano hingga milimeter dan dalam milisaat. Kaedah yang telah ditetapkan seperti mikroskopi confocal sesuai untuk rakaman 3D yang tepat tetapi tidak mempunyai resolusi temporal atau spatial untuk menyelesaikan proses 3D yang pantas dan memerlukan sampel berlabel. Untuk banyak penyelidikan dalam biologi, pemerolehan gambar dengan kadar bingkai tinggi sangat penting untuk merekod dan memahami prinsip-prinsip yang mengatur fungsi selular atau tingkah laku haiwan yang cepat. Tantangan yang dihadapi para saintis dapat dibandingkan dengan mengikuti pertandingan tenis yang mendebarkan: Kadang-kadang tidak mungkin untuk mengikuti bola yang bergerak pantas dengan tepat, atau bola tidak ditemukan sebelum bola keluar.
Dengan kaedah sebelumnya, para penyelidik tidak dapat mengesan gambar kerana gambar itu kabur atau objek yang menarik tidak lagi berada di bidang pandangan setelah gambar diambil. Kaedah pencitraan multifokal standard membolehkan pengimejan 3D berkelajuan tinggi tetapi dibatasi oleh kompromi antara resolusi tinggi dan bidang pandangan yang besar, dan mereka sering memerlukan label pendarfluor terang.
Untuk pertama kalinya, kaedah yang dijelaskan dengan ini membolehkan pengimejan multifokal dengan pandangan yang luas dan resolusi spatio-temporal yang tinggi untuk digunakan. Dalam kajian ini, para saintis mengesan pergerakan struktur sfera dan filamen yang tidak berlabel dengan cepat dan tepat.
Seperti yang sangat jelas dijelaskan dalam kajian ini, kaedah baru sekarang memberikan wawasan baru tentang dinamika pemukulan flagel dan kaitannya dengan perilaku sperma berenang. Perhubungan ini mungkin berlaku kerana para penyelidik dapat merakam tepat sperma renang bebas dalam 3D dalam jangka masa yang lama dan secara bersamaan mengikuti jejak sperma individu. Di samping itu, para saintis menentukan aliran cecair 3D di sekitar sperma yang berdegup. Penemuan semacam itu tidak hanya membuka pintu untuk memahami penyebab kemandulan, tetapi juga dapat digunakan dalam apa yang disebut "bionik," iaitu, pemindahan prinsip yang terdapat di alam semula jadi ke aplikasi teknikal.
Penyelidik di Kluster Kecemerlangan ImmunoSensasi2 sudah dapat menggunakan kaedah baru — dan bukan hanya untuk memerhatikan sperma. Kaedah ini juga dapat digunakan untuk menentukan peta aliran 3D yang dihasilkan dari pemukulan silia motil. Silia bergerak dengan cara yang serupa dengan ekor sperma dan cecair pengangkutan. Aliran yang didorong oleh silia memainkan peranan penting dalam ventrikel otak atau saluran udara di mana ia berfungsi untuk mengangkut lendir keluar dari paru-paru dan ke kerongkong - ini juga bagaimana patogen diangkut keluar dan ditanggalkan.
Konsep pencitraan pelbagai fokus yang dilaporkan dalam kajian ini menjimatkan kos, dapat dilaksanakan dengan mudah, dan tidak bergantung pada pelabelan objek. Para penyelidik menegaskan bahawa kaedah baru mereka dapat masuk ke bidang lain juga, dan mereka melihat banyak potensi lain aplikasi.
