波士顿大学程继新团队-红外光热显微镜 | Nature Photonics

主要观点总结

程继新课题组在波士顿大学发明了短波红外光热显微镜，该技术实现了同时具有毫米穿透深度和微米空间分辨率的化学键振动成像。该技术拍摄到深层生物组织内的高分辨脂质信息，为无创伤精准医学诊断提供了新的途径，相关研究以“Millimeter-deep micrometer-resolution vibrational imaging by shortwave infrared photothermal microscopy”为题发表于Nature Photonics。论文详细描述了该技术的原理、性能及其在细胞、组织中的实际应用。

关键观点总结

关键观点1: 技术原理与特点

短波红外光热显微镜利用光学感测直接探测光吸收点的折射率变化，通过泵浦探测方案实现亚细胞空间分辨率和毫米级成像深度。该技术避免了传播过程中的信号损失，并能在强散射介质中成像。

关键观点2: 技术成果及应用

研究者展示了该技术能够成像单个500纳米小球、完整肿瘤球、厚动物组织切片和人类乳腺活检中的细胞内脂质。该技术成功填补了深穿透深度和亚细胞分辨率之间空白，为活体类器官研究、无切片组织病理学、动态胚胎成像等应用提供了机会。

关键观点3: 与其他振动成像方法的对比

与其他振动成像技术相比，短波红外光热显微镜具有更高的成像深度和更好的空间分辨率。该方法克服了传统振动成像方法在空间分辨率和穿透深度方面的局限性。

文章预览

美国波士顿大学 程继新 课题组发明了短波红外光热显微镜。该技术实现了同时具有毫米穿透深度和微米空间分辨率的化学键振动成像，成功拍摄到深层生物组织内的高分辨脂质信息，为无创伤精准医学诊断提供了新的途径。 北京时间2024年6月25日17时，该成果以“Millimeter-deep micrometer-resolution vibrational imaging by shortwave infrared photothermal microscopy”为题发表于 Nature Photonics 。博士生 倪虹丽 和博士后 袁玉昊 为文章的共同第一作者。 在完整组织中探测细胞活动和功能对于癌症病理学和药物发现等生物医学应用至关重要。振动显微镜通过提供营养物质、代谢产物和其他生物分子的化学对比度来研究细胞功能。然而，目前振动显微镜的成像深度不足以在不改变样品的情况下分析出完好的类器官或组织中的化学成分。具体而言，基于红外光谱的方法受限于水的 ………………………………