基于线扫描振动和频生成显微镜的多模态非线性高光谱化学成像

我们的目标是研究介观异质自组装样品，例如生物组织，以揭示其化学成分和分子排列。我们正在探索这些自材料的微观排列和介观形态如何与它们的微观特性相关。随着高数值孔径和反射式显微镜物镜的进步，我们和其他人已经展示了分辨率为1平方微米的振动和频生成显微镜，它可以同时记录软材料的图像，还可以在空间上分辨光谱，形成所谓的高光谱图像。

高光谱成像在多个维度上记录实验数据，两个在空间中，一个在频率上，可能在一个时间上。然而，快速收集、存储和分析此类大数据以最大限度地利用信息仍然是一个挑战。仅对图像进行采样以收集有用的数据点也具有挑战性。

通过开发更快的线扫描技术，我们可以将数据采集时间缩短 100 倍。此外，该显微镜还兼容和频产生（SFG）、二次谐波产生（SHG）以及宽视场成像。多模态成像允许使用光学成像和关联各种图像模态对样品进行快速检测。

SHG成像辅助光学技术，但缺乏光谱分辨能力，在生物物理学中应用广泛。我们的SFG显微镜现在将能够提供目前在软组织生物物理研究中缺失的强大的分子水平见解。