Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Representative Results
Discussion
Acknowledgements
Materials
References
Bioengineering
Este artigo apresenta a integração de um módulo de focalização espectral e um laser de pulso de dupla saída, permitindo imagens hiperespectrais rápidas de nanopartículas de ouro e células cancerígenas. Este trabalho tem como objetivo demonstrar os detalhes de técnicas ópticas não lineares multimodais em um microscópio de varredura a laser padrão.
Sondar nanopartículas de ouro (AuNPs) em sistemas vivos é essencial para revelar a interação entre AuNPs e tecidos biológicos. Além disso, ao integrar sinais ópticos não lineares, como espalhamento Raman estimulado (SRS), fluorescência excitada de dois fótons (TPEF) e absorção transitória (TA) em uma plataforma de imagem, ele pode ser usado para revelar o contraste biomolecular de estruturas celulares e AuNPs de maneira multimodal. Este artigo apresenta uma microscopia óptica não linear multimodal e a aplica para realizar imagens quimicamente específicas de AuNPs em células cancerígenas. Essa plataforma de imagem fornece uma nova abordagem para desenvolver AuNPs funcionalizadas mais eficientes e determinar se elas estão dentro de vasculaturas ao redor dos espaços tumoral, pericelular ou celular.
As nanopartículas de ouro (AuNPs) mostraram grande potencial como sondas de imagem biocompatíveis, por exemplo, como substratos eficazes de espectroscopia Raman aprimorada por superfície (SERS) em várias aplicações biomédicas. As principais aplicações incluem campos como biossensoriamento, bioimagem, espectroscopias aprimoradas de superfície e terapia fototérmica para o tratamento do câncer1. Além disso, sondar AuNPs em sistemas vivos é crucial para avaliar e entender a interação entre AuNPs e sistemas biológicos. Existem várias técnicas analíticas, incluindo espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTI....
1. Ligar o sistema a laser
O módulo Spectral Focusing Timing and Recombination Unit (SF-TRU) é introduzido entre o laser de femtossegundo de saída dupla e o microscópio de varredura a laser modificado. O sistema de laser ultrarrápido ajustável usado neste estudo tem duas portas de saída que fornecem um feixe a um comprimento de onda fixo de 1.045 nm e o outro feixe ajustável na faixa de 680-1.300 nm. Um esquema detalhado do módulo SF-TRU e da plataforma de imagem multimodal é representado na Figura 1. O SF-T.......
Este estudo apresentou a combinação do módulo SF-TRU e do sistema laser ultrarrápido de saída dupla demonstrando suas aplicações para microespectroscopia multimodal. Com sua capacidade de investigar a absorção de nanopartículas de ouro (AuNPs) por células cancerígenas, a plataforma de imagem multimodal pode visualizar as respostas celulares a tratamentos de câncer hipertérmico quando os feixes de laser são absorvidos por AuNPs.
Além disso, imagens quimicamente específicas ráp.......
Name | Company | Catalog Number | Comments |
APE SRS Detection Unit | APE (Angewandte Physik & Elektronik GmbH) | APE Lock-in Module | Combined system containing a large area Si photo-diode for detecting the pump beam along with a Lock-In amplifier for detecting the beam modulations |
Confocal Scanning Unit | Olympus | FV 3000 | Confocal scanning unit used for imaging |
CML Latex Beads, 4% w/v, 1.0 µm | Invitrogen | C37483 | Polystyrene microspheres |
Coverslips | Thorlabs | CG15CH2 | 22 mm x 22 mm coverslips for seeding cells |
FBS | Gibco | 10500-064 | Foetal Bovine Serum (Heat Inactivated) |
Flouview | Olympus | FV31S-SW | Laser scanning microscope control software |
Function Generator | BX precision | 40543 | Used to generate square wave function which is fed to EOM in SF-TRU to produce modulations in the stokes beam |
FV3000 | Olympus | IX83P2ZF | Other microscope frames can be used. |
Gold Nanoparticles | Nanopartz | A11-60 | Spherical gold nanoparticles, 60 nm diameter |
Input Output Interface | Olympus | FV30 ANALOG | This unit allows voltage readouts from PMT and LockIn to be fed into the confocal scanning software and allows timing pulses to be sent between the olympus microscope and the SF-TRU unit. |
InSight X3 | Newport | Spectra-Physics | Dual-output femtosecond pulsed laser. Tunable (680–1300 nm) and fixed (1045 nm) laser outputs with the repetition rate of 80 MHz. |
Microscope Frame | Olympus | IX83 | Inverted microscope |
Mouse 4T1 cells | ATCC | CRL-2539 | Mouse breast cancer cells |
NA 1.2 Water Immersion Objective | Olympus | UPLSAPO60XW/IR | The multiphoton 60x Objective has a 0.28 mm working distance. Other similar objectives can be used. |
NA 1.4 Condenser | Nikon | CSC1003 | Other condensers with NA higher than the excitation objective can also be used. |
PMT | Hamamatsu | R3896 | PMT used for detecting anti-stokes photos for CARS micrsocopy |
PMT Connector | Hamamatsu | C13654-01-Y002 | Connector for PMT |
Power Supply | RS | RSPD-3303 C | Programmable power supply which is used for providing the correct voltage to the PMT |
RPMI-1640 | Gibco | A10491-01 | Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 Medium has since been found suitable for a variety of mammalian cells. |
SF-TRU | Newport Spectra Physics | SF-TRU | System designed for controlling the time delay and dispersion of the 2 laser outputs and for performing the beam modulations required for SRS |
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