在生物系统中使用代谢探头进行光学光热红外成像

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 频谱学是一种光谱学.
• 显微镜的使用方法

背景情况:

• 红外光谱对于生物分子的识别至关重要,为结构和功能提供了洞察力.
• 生物红外成像的挑战包括空间分辨率低和水干扰.
• 光学光热红外显微镜 (OPTIR) 为水生生物系统的高分辨率成像提供了解决方案.

研究的目的:

• 在生物样本中优化商业OPTIR显微镜的采集模式.
• 评估红外激光主动探头在OPTIR成像中的实用性.
• 为了证明OPTIR对细胞和生物体的实时成像能力.

主要方法:

• 检查了三个细胞系 (Huh-7,3T3-L1,U2OS) 和三个生物 (大肠杆菌,尾动物,斑马鱼).
• 为了提高效率,将多频成像与高光谱成像进行比较.
• 研究了IR活性探针,包括非正规的氨基酸探针和药物分子.

主要成果:

• 多频成像提供了与高光谱成像可比的数据,但将成像时间缩短了20倍.
• 光反应性红外探针与OPTIR不兼容.
• 证明了水性缓冲区细胞的实时成像,包括监测脂肪细胞和大肠杆菌中的13C葡萄糖代谢.
• 展示了像尼拉替尼这样的药物中的红外线活性部分的成像.

结论:

• OPTIR是一种多功能工具,用于对生物系统进行高分辨率,光谱分辨率的成像.
• 优化的采集模式和探测策略提高了OPTIR的适用性.
• OPTIR在体内促进了细胞代谢和药物相互作用的动态成像.