Imágenes de fase cuantitativa: avances recientes y un potencial en expansión en biomedicina

La imagenología de fase cuantitativa (QPI) es un enfoque de microscopía de campo amplio y sin etiquetas que ofrece oportunidades significativas para aplicaciones biomédicas. QPI utiliza el cambio de fase natural de la luz a medida que pasa a través de un objeto transparente, como una célula mamífera, para cuantificar la distribución de biomasa y los cambios espaciales y temporales en la biomasa. Reportada en estudios celulares hace más de 60 años, los avances continuos en hardware y software de QPI están llevando a numerosas aplicaciones en biología, con una expansión dramática en su utilidad en las últimas dos décadas. Hoy en día, las investigaciones sobre el tamaño celular, la morfología, el comportamiento, la viscoelasticidad celular, la eficacia de los fármacos, la acumulación y el recambio de biomasa, y la mecánica del transporte están apoyando estudios de desarrollo, fisiología, actividad neural, cáncer, y otros procesos y enfermedades fisiológicas. Aquí, revisamos el campo de QPI en biología comenzando con los principios subyacentes, seguido de una discusión de enfoques técnicos actualmente disponibles o en desarrollo, y terminamos con un examen de la amplitud de aplicaciones en uso o en desarrollo. Comentamos sobre las fortalezas y debilidades para el despliegue de QPI en contextos biomédicos clave y concluimos con desafíos y oportunidades emergentes basados en la combinación de QPI con otras metodologías que expanden aún más el alcance y la utilidad del QPI.