这种系统,称为受激拉曼显微投影和断层技术,这种技术可实现“容积成像”,而不使用那些可能影响生物功能和阻碍测试准确性的荧光材料,Ji-Xin Cheng说,他是普渡大学韦尔登学院的生物工程学教授,在化学和纳米技术中心工作。 “容积化学成像能更好地理解三维复杂生物系统(如细胞)的化学成分,”他说。 该技术采用了一种称为贝塞尔光束的激光束,它比传统的“高斯光束”在其他成像技术中保持更大的距离,从使其能够深入到组织中。受激拉曼光谱消除了对荧光染料的需要。Cheng说,该技术比其他方法产生更准确的数据,因为它可以通过扫描光束产生的信号“增加”来对整个细胞成像。 Cheng说,由于贝塞尔光束有可能进行深部组织成像,因此这就可以让真个测试系统不需要抽血来进行分析,从而实现例如药物检测和无生物标记物的非侵入性疾病早期诊断检测。 “这是一个长期目标,”他说。在此期间,需要更多的研究,以改善这种系统。 研究人员通过在活细胞中的脂肪储存成像来证明这个概念。这一研究结果发表在4月的《自然通讯》杂志上的一篇研究论文中。 所报告的这种技术可产生化学组合物的信息,并收集一系列的图像,同时旋转样品和通过图像重建算法重建样品的3-D结构。 贝塞尔光束通过一对锥形的“锥”制作的透镜,并结合显微物镜。定量荧光成像,在之前是由物理学家Eric Betzig加以使用证明,并由此赢得了2014年的诺贝尔化学奖,奖励他对超分辨率荧光显微技术的开拓性贡献。超分辨率技术使研究人员能够解决结构特征,而所利用的光波比可见光的波长小很多,这就回避了“衍射极限”,后者通常限制了小于250纳米的成像,而这正比大多数的特定的生物分子和细胞结构还要大。 然而,荧光显微镜通常需要使用荧光标记,这可能会干扰生物过程和阻碍确定化学结构的准确性。 未来的研究将包括工作,以提高系统的检测灵敏度,提高成像质量和速度。 “我们提出的这种技术还有很多改进的余地,”Cheng说。该系统是基于一个笨重的和相对昂贵的飞秒激光器,这限制了其潜在的广泛和临床的使用。然而,我们预计,这种限制可以通过技术创新降低我们这种技术的成本和体积。我们也注意到,贝塞尔光束可以用光纤纤维生产,从而可以简化系统,以方便内镜的应用。” 本文的作者是来自中国电子科技大学的访问学者Xueli Chen,共同作者还有Purdue博士后研究员;普度大学博士生Peng Lin和Kai-Chih Huang等。 |






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