Un team di ricercatori del Cnr, dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie, dell’Istituto di ricerca genetica e biomedica, del Politecnico di Milano e di Humanitas ha sviluppato un rivoluzionario filtro ottico.
Questo filtro, integrato nelle tecniche di spettroscopia Brillouin, consente di misurare con precisione l’elasticità delle strutture sub-cellulari, come i tessuti ossei. Il dispositivo è stato descritto su Nature Communications ed è frutto di una collaborazione con Specto Photonics.
Il gruppo, composto da esperti del Politecnico di Milano, del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn e Cnr-Irgb), della start-up Specto Photonics e di Humanitas, ha realizzato un filtro ottico birifrangente che migliora la precisione nella misurazione dell’elasticità delle strutture sub-cellulari, tra cui i tessuti ossei.
La spettroscopia Brillouin è una tecnica ottica avanzata che permette di misurare le proprietà meccaniche della materia su scala microscopica senza contatto fisico. Nonostante le sue potenzialità nel campo biomedico, il suo impiego è limitato dalla difficoltà nel rilevare un segnale ottico molto debole, spesso sovrastato da disturbi ottici miliardi di volte più forti.
Per risolvere questo problema, il team ha sviluppato il filtro ottico Birefringence-Induced Phase Delay (BIPD). Descritto su Nature Communications, questo filtro compatto è capace di sopprimere i forti disturbi ottici derivanti dalla luce di eccitazione, permettendo l’acquisizione di immagini ad alta risoluzione delle proprietà elastiche di campioni come i tessuti ossei.
Cristian Manzoni del Cnr-Ifn ha spiegato che il filtro BIPD consente finalmente di ottenere immagini dettagliate delle proprietà elastiche anche in materiali torbidi. Giuseppe Antonacci di Specto Photonics ha aggiunto che l’obiettivo è fornire uno strumento capace di misurare le proprietà meccaniche in tessuti opachi, finora inaccessibili con le tecniche convenzionali.
Un test iniziale è stato condotto su un modello sperimentale affetto da osteopetrosi, una rara malattia genetica che provoca un aumento della densità ossea. Il filtro BIPD ha rivelato significative alterazioni nelle proprietà meccaniche del tessuto osseo a livello micrometrico.
Giulio Cerullo, professore del Politecnico di Milano, ha concluso affermando che questo progresso rappresenta un passo significativo verso l’uso diffuso della spettroscopia Brillouin in ambito clinico e diagnostico.
