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生化定量相位成像提供欧洲免费无线二至六太阳集团东京大学的研究团队开发了一种名为生化定量相位成像的中红外光热效应新成像方法的艺术表现。信贷:s-graphics.co.jp

无强光损坏，不需要人工染料或荧光标记。

利用日本研究人员开发的一项新技术，可以比以往任何时候都更详细地观察活细胞的自然状态。这一进展将有助于揭示医学奥秘中复杂而脆弱的生物相互作用，比如干细胞如何发育或如何更有效地提供药物。

“我们的系统基于一个简单的概念，这是它的优势之一，”来自东京大学光子科学与技术研究所的副教授Takuro Ideguchi说。出口出之团队的研究结果最近发表在光学学会的研究期刊《光学》上。

这种新方法的另一个优点是不需要杀死细胞，不需要强光破坏细胞，也不需要人为地在特定分子上附着荧光标记。

这项技术结合了两种现有的显微镜工具，并同时使用它们。这些工具的组合可以简单地想象成一本涂色书。

出口出口说:“我们收集了细胞的黑白轮廓，并对不同类型分子的位置细节进行着色。”

定量相显微镜通过光脉冲收集细胞黑白轮廓的信息，并测量光波通过样本后的位移。这些信息被用来重建细胞内部主要结构的3D图像。

分子振动成像利用中红外光的脉冲为特定类型的分子增加能量，从而提供虚拟颜色。这些额外的能量使分子振动，从而使周围环境升温。研究人员可以选择使用不同波长的中红外光来提高特定类型化学键的温度。

研究人员分别在关闭中红外光和打开中红外光时对细胞进行定量相显微镜成像。这两幅图像之间的差异揭示了细胞内主要结构的轮廓和红外光瞄准的分子类型的确切位置。

研究人员将他们的新型组合成像方法称为中红外光热效应的生化定量相成像。

Ideguchi说:“当我们第一次观察到蛋白质的分子振动特征时，我们印象深刻，当这种蛋白质特异性信号出现在与核仁相同的位置时，我们进一步兴奋，这是一种预计会有大量蛋白质的细胞内结构。”

出口出之的团队希望他们的技术可以让研究人员确定单细胞内基本分子类型的分布。定量相显微镜主要结构的轮廓实际上可以用不同波长的光来特别针对蛋白质、脂类(脂肪)或核酸(DNA、RNA)。

目前，捕捉一张完整的图像可能需要50秒或更长时间。研究人员相信，他们可以通过对工具的简单改进来加快这一过程，包括更高功率的光源和更灵敏的相机。

参考资料:“具有中红外光热效应的无标记生物化学定量相位成像”，作者:Tamamitsu Miu, Toda Keiichiro, Shimada Hiroyuki, Honda Takaaki, takaharu Takarada, Kohki Okabe, Yu Nagashima，堀崎良一和出口拓郎，2020年4月20日，Optica。DOI: 10.1364 / OPTICA.390186

大阪大学、东京大学其他部门和日本科学技术厅的合作者也参与了这项研究。