Biomolekylær avbildning av cellulær opptak av nanopartikler ved bruk av multimodal ikke-lineær optisk mikroskopi

Denne artikkelen presenterer integrasjonen av en spektralfokuseringsmodul og en dual-output pulslaser, som muliggjør rask hyperspektral avbildning av gull nanopartikler og kreftceller. Dette arbeidet tar sikte på å demonstrere detaljene i multimodale ikke-lineære optiske teknikker på et standard laserskanningsmikroskop.

Sondering av gull nanopartikler (AuNPs) i levende systemer er viktig for å avsløre samspillet mellom AuNPs og biologiske vev. Videre, ved å integrere ikke-lineære optiske signaler som stimulert Raman-spredning (SRS), to-foton eksitert fluorescens (TPEF) og forbigående absorpsjon (TA) i en bildeplattform, kan den brukes til å avsløre biomolekylær kontrast av cellulære strukturer og AuNPs på en multimodal måte. Denne artikkelen presenterer en multimodal ikke-lineær optisk mikroskopi og bruker den til å utføre kjemisk spesifikk avbildning av AuNPs i kreftceller. Denne bildebehandlingsplattformen gir en ny tilnærming for å utvikle mer effektive funksjonaliserte AuNPs og avgjøre om de er innenfor vaskulaturer som omgir svulsten, pericellulære eller cellulære rom.

Gull nanopartikler (AuNPs) har vist stort potensial som biokompatible bildebehandlingsprober, for eksempel som effektive overflateforbedrede Raman-spektroskopi (SERS) substrater i ulike biomedisinske applikasjoner. Store applikasjoner inkluderer felt som biosensing, bioimaging, overflateforbedrede spektroskopier og fototermisk terapi for kreftbehandling¹. Videre er sondering av AuNPs i levende systemer avgjørende for å vurdere og forstå samspillet mellom AuNPs og biologiske systemer. Det finnes ulike analytiske teknikker, inkludert Fourier transform infrared (FTIR) spektroskopi², laserablasjon induk....

1. Slå på lasersystemet

1. Slå på låsesystemet og velg armlaser før du starter systemet.
2. Slå på PC-en med programvaren for å kontrollere femtosekundlaseren med dobbel utgang.
3. Last inn programvaren for femtosekundlaseren med dobbel utgang; Denne programvaren gjør det mulig å slå laseren på og av og styrer bølgelengden til pumpestrålen direkte.
4. Slå på laserutslippet ved å holde nede på strømikonet for en telling på 3.
5. Vent til laseren har .......

Spectral Focusing Timing and Recombination Unit (SF-TRU)-modulen introduseres mellom femtosekundlaseren med dobbel utgang og det modifiserte laserskanningsmikroskopet. Det justerbare ultraraske lasersystemet som brukes i denne studien har to utgangsporter som leverer en stråle ved en fast 1,045 nm bølgelengde og den andre strålen som er justerbar i området 680-1,300 nm. Et detaljert skjema av SF-TRU-modulen og multimodal bildebehandlingsplattform er avbildet i figur 1. SF-TRU brukes til .......

Denne studien har presentert kombinasjonen av SF-TRU-modul og ultrafast dual-output lasersystem demonstrerte sine applikasjoner for multimodal mikrospektroskopi. Med sin evne til å undersøke gull nanopartikler '(AuNPs) opptak av kreftceller, kan den multimodale bildebehandlingsplattformen visualisere cellulære responser på hypertermiske kreftbehandlinger når laserstråler absorberes av AuNPs.

Videre oppnås rask kjemisk spesifikk avbildning og høy spektral oppløsning ved å bruke spektr.......

Denne forskningen ble støttet av EPSRC Grants: Raman Nanotheranostics (EP / R020965 / 1) og CONTRAST facility (EP / S009957 / 1).