スペクトルおよび空間的に重複するランタニドイオンの多重画像化のためのアップコンバーションナノ粒子放出の周波数コーディング

科学分野:

• ナノテクノロジー
• バイオメディカルイメージング
• スペクトロスコーピー

背景:

• アップコンバージョンナノ粒子 (UCNPs) はバイオイメージングにユニークな光学特性を提供します.
• マルチプレックス画像は,複数の探査機からの信号を同時に識別する必要があります.
• 現在の方法は,スペクトル的に重なり合っているランタニドイオンを分離するのに苦労しています.

研究 の 目的:

• マルチプレックスイメージングのための新しい広場顕微鏡技術,周波数コードアップコンバージョン (FE-UPCON) を導入する.
• FE-UPCONがUCNPのスペクトルと空間的に重なり合うランタニドイオン (Ln3+) を分離する能力を実証する.
• 生物学的サンプルでのFE-UPCONの性能を検証する. 感度と速度を含む.

主な方法:

• 上向き変換されたランタニドイオン放出の周波数コーディングを使用したFE-UPCON顕微鏡を開発した.
• 特定のLn3+発光を高めるために,調節された二次光源との周期的な共興奮を使用します.
• 従来のワイドフィールド顕微鏡で調節するためのホッパーホイールを組み込みました.

主要な成果:

• 細胞内でのUCNP (Yb3+/Ho3+およびYb3+/Er3+) のスペクトル重複の選択的イメージングに成功しました.
• 10フレーム/秒までの画像処理速度が実証されています.
• FE-UPCONは単一のUCNP検出を可能にするため,感受性を損なわないことが確認されました.

結論:

• FE-UPCON顕微鏡は,UCNPでマルチプレックスイメージングのための新しい次元 (周波数空間) を提供します.
• この技術は,スペクトル的に重なり合うLn3+イオンから発光を分離することを可能にします.
• FE-UPCONは,高度なバイオイメージングアプリケーションに敏感で効率的な方法を提供します.