研究人员已经开发出一种拉曼显微镜,可以获得信息数百倍常规拉曼显微镜。这项技术的发展可以帮助扩大其有用性在生物医学应用。
“我们的高通量喇曼光谱成像技术可以快速图像和分析大区域没有任何样品预处理,这可能使它用于医学诊断和测试新药用于屏幕”,从大阪大学研究团队领袖Katsumasa Fujita说。“label-free高通量多路化学成像和分析通过这项技术也可以用来使新的应用程序或克服现有方法的局限性。”
新的多行照明共焦拉曼显微镜的工作原理是探测独立并行区域的样本,使快速的拉曼光谱成像。他们表明,该技术可以获取高光谱图像的生物组织的视野在大约11分钟1380×800像素。这将需要天与传统拉曼显微镜获得。
“我们希望高通量拉曼成像最终将能够更有效地进行医疗诊断和准确而可能使诊断之前,不可能”,Fujita说。“Label-free分子分析和拉曼成像也将有助于有效地检测药物反应的细胞,在药物研发协助。”
新的多行照明方法构建在一个技术研究小组以前开发的称为line-illumination拉曼显微镜。这种方法是速度比传统共焦拉曼显微镜和启用动态成像的活细胞,但仍然太慢大面积成像通常所需的医疗诊断和组织分析。
“为了解决这个问题,我们开发了多行照明拉曼显微镜,获得大面积图像约20倍line-illumination拉曼显微镜”,Fujita说。“与我们的新技术,光谱像素数字或分辨率和成像速度可以调整,这取决于应用程序。在未来,更快的成像速度可能是相机继续开发更多的像素点。”
团队的新multiline-illumination拉曼显微镜之中约20000点样本同时与多个线形激光束。拉曼散射光谱辐照产生的位置然后包含空间信息记录在一个曝光的拉曼光谱样本。扫描激光束穿过样品允许将一个二维高光谱图像拉曼重建。
为此,研究人员使用一个柱面透镜array-an光学元件组成的周期性排列多个圆柱形镜头生成多个线形激光束从单一激光束。他们结合能够获得20000光谱的分光光度计在同一时间。光学过滤器中同样重要的是避免相声的光谱分光光度计探测器。
一个高灵敏度、低噪声CCD相机与大量的像素也是至关重要的。“这CCD相机允许20000拉曼光谱分布在CCD芯片,同时检测”,Fujita说。“定制的分光光度计也发挥了重要作用形成的二维分布光谱在相机上没有重大扭曲。”
研究人员使用新技术获得测量从活细胞和组织测试其在生物医学成像性能和潜在的应用。他们表明,辐射小鼠大脑样本21同时照明线路可以用来获得1108800光谱在11.4分钟。他们还对小鼠肾脏和肝脏组织进行测量,进行label-free live-cell分子成像。
“小分子成像和super-multiplex成像使用拉曼标记和探针也可以从这种技术中获益,因为他们不需要大量的像素光谱,可以受益于快速成像”,Fujita说。
为这项技术申请医疗诊断,研究人员说,这将是重要的拉曼图像来建立一个数据库,这样可以有效地完成新的拉曼显微镜由于其速度和大的成像区域。他们也正在努力提高系统的速度大约10倍和想减少相机的成本,激光和分光光度计商业化更实用。
