Imaging biomolecolare dell'assorbimento cellulare di nanoparticelle mediante microscopia ottica non lineare multimodale

Questo articolo presenta l'integrazione di un modulo di messa a fuoco spettrale e di un laser a impulsi a doppia uscita, che consente una rapida imaging iperspettrale di nanoparticelle d'oro e cellule tumorali. Questo lavoro mira a dimostrare i dettagli delle tecniche ottiche non lineari multimodali su un microscopio a scansione laser standard.

Sondare le nanoparticelle d'oro (AuNP) nei sistemi viventi è essenziale per rivelare l'interazione tra AuNP e tessuti biologici. Inoltre, integrando segnali ottici non lineari come lo scattering Raman stimolato (SRS), la fluorescenza eccitata a due fotoni (TPEF) e l'assorbimento transitorio (TA) in una piattaforma di imaging, può essere utilizzato per rivelare il contrasto biomolecolare delle strutture cellulari e delle AuNP in modo multimodale. Questo articolo presenta una microscopia ottica non lineare multimodale e la applica per eseguire immagini chimicamente specifiche di AuNP nelle cellule tumorali. Questa piattaforma di imaging fornisce un nuovo approccio per sviluppare AuNP funzionalizzate più efficienti e determinare se si trovano all'interno di vascolarature che circondano il tumore, gli spazi pericellulari o cellulari.

Le nanoparticelle d'oro (AuNP) hanno mostrato un grande potenziale come sonde di imaging biocompatibili, ad esempio, come substrati efficaci della spettroscopia Raman potenziata dalla superficie (SERS) in varie applicazioni biomediche. Le principali applicazioni includono campi come il biorilevamento, il bioimaging, le spettroscopie potenziate dalla superficie e la terapia fototermica per il trattamento del cancro¹. Inoltre, sondare le AuNP nei sistemi viventi è fondamentale per valutare e comprendere l'interazione tra AuNP e sistemi biologici. Esistono varie tecniche analitiche, tra cui la spettroscopia infrarossa a trasf....

1. Accensione del sistema laser

1. Accendere il sistema di interblocco e selezionare il laser a braccio prima di avviare il sistema.
2. Accendi il PC con il software per controllare il laser a femtosecondi a doppia uscita.
3. Caricare il software per il laser a femtosecondi a doppia uscita; Questo software consente di accendere e spegnere il laser e controlla direttamente la lunghezza d'onda del fascio della pompa.
4. Attiva l'emissione laser tenendo premuto l'icona di accensi.......

Il modulo Spectral Focusing Timing and Recombination Unit (SF-TRU) viene introdotto tra il laser a femtosecondi a doppia uscita e il microscopio a scansione laser modificato. Il sistema laser ultraveloce sintonizzabile utilizzato in questo studio ha due porte di uscita che forniscono un fascio a una lunghezza d'onda fissa di 1.045 nm e l'altro fascio sintonizzabile nell'intervallo 680-1.300 nm. Uno schema dettagliato del modulo SF-TRU e della piattaforma di imaging multimodale è illustrato nella Fig.......

Questo studio ha presentato la combinazione del modulo SF-TRU e del sistema laser ultraveloce a doppia uscita che ha dimostrato le sue applicazioni per la microspettroscopia multimodale. Con la sua capacità di studiare l'assorbimento delle nanoparticelle d'oro (AuNP) da parte delle cellule tumorali, la piattaforma di imaging multimodale può visualizzare le risposte cellulari ai trattamenti antitumorali ipertermici quando i raggi laser vengono assorbiti dagli AuNP.

Inoltre, l'imaging rapido c.......

Questa ricerca è stata sostenuta da EPSRC Grants: Raman Nanotheranostics (EP/R020965/1) e CONTRAST facility (EP/S009957/1).