Espírito Criativo: Marcos na Microscopia

Um Século de Inovação

Figura 1: Lançado em 1920, o microscópio Asashi foi o primeiro microscópio fabricado pela Olympus

Há cem anos, em Tóquio, o empresário Takeshi Yamashita teve uma visão. Ele sonhou em fundar uma companhia que, em vez de depender de importações, projetasse e fabricasse microscópios no Japão. Seu desejo de criar foi a gênese da Olympus, que foi fundada em 12 de outubro de 1919. Originalmente chamada de Takachiho Seisakusho, nossa empresa, desde o início, era especializada em termômetros e microscópios. Depois de apenas seis meses que a Olympus foi criada, Yamashita e seus engenheiros alcançaram o objetivo original com o microscópio Asashi, uma tecnologia doméstica que poderia ajudar a melhorar a qualidade de vida das pessoas.

Depois de três décadas de trabalho duro, agravado pelo Grande Terremoto de Kanto e pela Segunda Guerra Mundial, Yamashita levou a Olympus a produzir microscópios premiados que ajudaram no desenvolvimento da pesquisa e na prática de ciências da vida. Logo após o fim da Segunda Guerra Mundial, a empresa prosperou e se tornou em uma das primeiras empresas a retomar a produção no pós-guerra e seguir em direção à modernização.

Existiram muitos marcos de inovação nos 100 anos de história da Olympus, nossa missão sempre foi guiada pela visão original de Takeshi Yamashita: de “criar algo verdadeiramente novo e agregar valor à sociedade”.

100 anos de inovação óptica

Em 1950, a Olympus fez uma descoberta que beneficiou a medicina clínica, utilizou-se da crescente especialização em óptica para desenvolver a primeira câmera gástrica do mundo. Esta invenção também marcou nossa entrada no mercado de endoscopia. Nos anos 1960, a Olympus tornou-se um dos fabricantes de óptica integrada mais importantes da indústria. Durante todo esse tempo, continuamos trabalhando diligentemente para facilitar a utilização de nossos produtos e ampliar as funcionalidades, concentrando-nos nas necessidades dos clientes. Na década de 1970, para atender às crescentes demandas da indústria de microscópios, a Olympus desenvolveu três séries de microscópios verticais para aplicações específicas, incluindo pesquisa (série AH), para laboratórios clínicos (série BH) e educacional (série CH).

Figura 2: Série de microscópios verticais (da esquerda para direita) lançada na década de 2: série AH (1972), série (1974) e série CH (1976)

Uma plataforma, ou estrutura principal, foi projetada para ser o carro-chefe dessas séries, o microscópio VANOX AH. Essa plataforma foi usada como base nos modelos posteriores da série AH, assim como nos modelos BH e CH. As necessidades das diferentes aplicações podiam ser satisfeitas alterando os componentes do modelo.

Com os microscópios multiuso BH, os usuários podiam trocar o tubo de observação ou objetivas para alterar o modo de observação. As opções incluíam: polarização, contraste de fase, interferência diferencial e microscopia de fluorescência de transmissão simples. Os microscópios BH foram os precursores da série de microscópios BX, que ainda estão disponíveis.

Projetado para fins pedagógicos, o design modular da série CH — que possibilita a microscopia de polarização simples, desenho ou epi-iluminação (metalúrgico) — tornou esses produtos adequados para pesquisa biológica e utilização em laboratórios clínicos.

100 anos de avanços focados nos clientes

Nos anos 1980, a Olympus incorporou a função de foco automático (AF, sigla em inglês) à série de microscópios de alta performance AH-2. Naquela época, o recurso AF era uma tecnologia avançada. Um mecanismo motorizado definia automaticamente o diafragma de campo, diafragma de abertura e a seleção do condensador do microscópio com base na ampliação do brilho da objetiva. Esse foi um grande avanço na usabilidade do microscópio. Com a questão do foco resolvida, os usuários podiam se concentrar na observação.

Esta década também viu o advento do sistema de microscópio configuráveis, como a série BH2. As objetivas de perfil longo (LB) dos microscópios BH2 (1X – 100X óleo) podiam ser usadas para microscopia de campo claro, polarização, fluorescência de contraste de fase. Esta funcionabilidade abriu as portas para o microscópio estéreo de ponta SZH, um sucessor do premiado microscópio SZ.

100 anos de evolução tecnológica

Sistema de aquisição da era da computação, os microscópios confocais de varredura a laser FLUOVIEW 300/500 eram capazes de produzir imagens de 2.048 × 2.048 píxeis

Durante os anos 1980 e 1990, os avanços nos marcadores de proteínas fluorescentes, culminando na aplicação da proteína verde fluorescente (GFP, sigla em inglês) para imagens de células vivas, estimularam o desenvolvimento do produto. O GFP revelou processos dinâmicos dentro de células vivas que antes eram invisíveis. Isso significa que os pesquisadores de ciências da vida precisavam de técnicas de observação com maior sensibilidade e menor fototoxicidade.

Esse período também viu rápidos avanços na tecnologia digital. Com a revolução computacional em pleno andamento, o desenvolvimento de produtos em muitos setores beneficiou-se da automação facilitada por microprocessadores, CPUs, GPUs e memória digital.

Na década de 1990, foram lançadas duas séries significativas para ciências biológicas, a série de microscópios FLUOVIEW^® e a série de câmeras para microscópios DP^®. Microscópios confocais de varredura a laser FLUOVIEW com estimulação a laser, adquirindo seletivamente camadas seccionadas de amostra para produzir imagens tridimensionais. Essas séries foram os pilares na gama de produtos da Olympus, destinadas a satisfazerem as exigências da pesquisa científica de ponta.

100 anos de dedicação à qualidade da imagem

Com a nossa busca incansável de fornecer imagens da mais alta qualidade a nossos clientes, a Olympus desenvolveu e lançou uma linha de objetivas com sistema de infinito universal (UIS). A óptica UIS além de melhorar muito a qualidade das imagens observadas, também universalizou as objetivas usadas em todos os microscópios na Olympus. Introduzidas no início dos anos 1990, essas ópticas foram usadas inicialmente nas séries de microscópios AX, BX e CX e, posteriormente, na série FLUOVIEW.

Aproximadamente dez anos depois, a série de objetivas UIS2 foi lançada juntamente com o microscópio vertical BX^® e o microscópio invertido para pesquisa IX^®. Populares até hoje, as objetivas UIS2 fornecem imagens nítidas de alta resolução, baixa autofluorescência e recurso de maior comprimento de onda. As oculares oferecem maior transparência e são feitas de vidro sem chumbo, logo são mais ecológicas.

Os primeiros anos da década de 2000 foram marcados pelo lançamento de um modelo FLUOVIEW de varredura de laser duplo, o microscópio FV1000. A varredura simultânea com lasers gêmeos, um para geração de imagens e outro para estimulação, aumentou o nível da sensibilidade e permitiu a exibição de imagens de fluorescência em tempo real. Esse tipo de observação recebeu outro impulso com o lançamento do modelo de varredura a laser multifóton do microscópio FV1000 três anos depois. O microscópio FV1000 possui ruído de fundo reduzido, uma vez que o varrimento por laser multifóton excita apenas a região opticamente focada da molécula de fluorescência. Pesquisadores em neurociência podem usar o microscópio multifóton FV1000 para examinar mais profundamente o cérebro em comparação com os modelos anteriores.

100 anos de design sofisticado e voltado ao usuário

Mesmo antes da ergonomia se tornar um princípio fundamental do design dos produtos, a Olympus procurou continuamente formas de tornar seus microscópios mais ergonômicos. Pesquisadores que passam horas em laboratórios observando amostras motivaram o lançamento do microscópio BX45, ele possui platina em posição mais baixa e tubo binocular inclinado.

Figura 4: Projetado para conforto do usuário, o microscópio BX45, da Olympus, apresenta estrutura em forma de Y

Ainda na década de 2000, patologistas e pesquisadores tiveram acesso a outra ferramenta que tem capacidade de digitalizar lâminas inteiras usando um escâner de imagem inteira VS100 (WSI, sigla em inglês) da Olympus. Imagens digitais de lâminas podem ser compartilhadas com facilidade entre colegas, facilitando a análise colaborativa e a telepatologia (consulta e discussão remotas).

Desde de 2010, a Olympus, digamos assim, colocou o design e a funcionalidade sob o microscópio. Novos recursos focados no cliente foram adicionados a vários modelos de microscópio. A Olympus desenvolveu uma fonte de luz LED que apresenta alta luminosidade, cores realistas e vida útil ampliada para 50.000 horas, economizando dinheiro e reduzindo o tempo de inatividade dos pesquisadores. A tecnologia True Color LED foi implementada nos microscópios BX53, 43 e 46.

O microscópio BX46 demonstra o compromisso da Olympus com o conforto do usuário. Cada componente envolvido nessa operação possui design ergonômico. Características inovadoras, como o revólver porta-objetiva móvel e a posição baixa da platina, ajudam a abrandar a exigente rotina física de repetição cotidiana da microscopia. O microscópio para patologia clínica BX53, da Olympus, lançado em 2017, possui função de controle de iluminação que sincroniza o brilho com o aumento da objetiva. Isso proporciona uma outra maneira de fazer uma observação microscópica mais confortável e menos longa.

100 anos de serviços prestados à comunidade científica

Figura 5: Superior: Imagem de transfecção de Brainbow AAV de células Purkinje, amplificada com anticorpos; somata, dendritos e axônios da célula de Purkinje são visíveis, bem como algumas colorações específicas de células granulares adquiridas com o microscópio FV3000. Inferior esquerda: esferoide limpo de células HT-29 tingidas com DAPI (nuclear) adquiridas com sistema IXplore Spin da Olympus. Inferior direito: Azan tingido capturado com câmera digital para microscópio DP74

Os avanços tecnológicos dessa década melhoraram significativamente a velocidade e a qualidade da imagem em laboratório. Para pesquisadores, os sensores scientific CMOS (sCMOS) oferecem alta eficiência quântica e microscopia de superresolução e têm sido extremamente benéficos. Na área clínica, o tempo de resposta para testes laboratoriais tem diminuído, pois os diagnósticos são cada vez mais moleculares e baseados em genes, que consomem menos tempo.

Para ajudar os cientistas modernos a enfrentarem desafios, a Olympus lançou o microscópio confocal de varredura a laser FLUOVIEW FV3000 em 2016. A série FV3000 possui óptica renomada de alta qualidade da Olympus, imagens multicanais de alta sensibilidade e alta velocidade com recursos de macro para micro e uma interface intuitiva baseada no fluxo de trabalho. A estrutura do FV3000 é modular e flexível para várias aplicações e orçamentos, de configuração simples e pequena até imagens avançadas totalmente personalizadas.

Um ano depois a Olympus introduziu o sistema IXplore™. Ele permite que os pesquisadores escolham o sistema mais adequado às suas necessidades de observação, há seis configurações de IXplore disponíveis: um modelo padrão para documentação simples e cinco opções especializadas para observação multidimensional motorizada, imagens de células vivas, TIRF (reflexão de fluorescência interna total), confocal com disco giratório e superresolução.

Ir além do limite óptico com a superresolução tornou-se uma nova realidade da microscopia. A Olympus Super Resolution (OSR) está disponível no sistema de microscópio IXplore SpinSR10. Possui modos de fluorescência de campo amplo, imagens confocais e superresolução, permitindo que os pesquisadores observem mais profundamente suas amostras, de maneira mais rápida e simples.

No último século, a tecnologia da Olympus beneficiou várias aplicações com maior resolução e operação mais rápida, o que ajudou a revolucionar a forma como a ciência é abordada e definida. Nossos pesquisadores continuam a desenvolver sistemas de imagem inovadores para laboratórios clínicos e de pesquisa, buscando soluções mais rápidas, mais possantes e mais ergonômicas.

O espírito criativo de nosso fundador, Takeshi Yamashita, continua vivo em todos os empreendimentos da Olympus e é demonstrado no nosso compromisso “True to Life” de fornecer soluções inteligentes e inovadoras que mudam o mundo ao nosso redor e contribuem com uma sociedade melhor para todos.

Figura 6: com várias configurações, a série IXplore é baseada em soluções