Biomolekylär avbildning av cellulärt upptag av nanopartiklar med hjälp av multimodal icke-linjär optisk mikroskopi

Denna artikel presenterar integrationen av en spektralfokuseringsmodul och en pulslaser med dubbla utgångar, vilket möjliggör snabb hyperspektral avbildning av guldnanopartiklar och cancerceller. Detta arbete syftar till att demonstrera detaljerna i multimodala olinjära optiska tekniker på ett standardlaserscanningsmikroskop.

Att undersöka guldnanopartiklar (AuNPs) i levande system är viktigt för att avslöja interaktionen mellan AuNPs och biologiska vävnader. Dessutom, genom att integrera olinjära optiska signaler såsom stimulerad Raman-spridning (SRS), tvåfotonexciterad fluorescens (TPEF) och övergående absorption (TA) i en bildplattform, kan den användas för att avslöja biomolekylär kontrast av cellulära strukturer och AuNPs på ett multimodalt sätt. Denna artikel presenterar en multimodal olinjär optisk mikroskopi och tillämpar den för att utföra kemiskt specifik avbildning av AuNPs i cancerceller. Denna bildplattform ger ett nytt tillvägagångssätt för att utveckla effektivare funktionaliserade AuNPs och avgöra om de befinner sig inom vaskulaturer som omger tumören, pericellulära eller cellulära utrymmen.

Guldnanopartiklar (AuNPs) har visat stor potential som biokompatibla avbildningssonder, till exempel som effektiva ytförstärkta Raman-spektroskopi (SERS) substrat i olika biomedicinska applikationer. Större tillämpningar inkluderar områden som biosensing, bioimaging, ytförbättrade spektroskopier och fototermisk terapi för cancerbehandling¹. Dessutom är det avgörande att undersöka AuNPs i levande system för att bedöma och förstå interaktionen mellan AuNPs och biologiska system. Det finns olika analytiska tekniker, inklusive Fourier transform infraröd (FTIR) spektroskopi², laserablation induktivt kopp....

1. Slå på lasersystemet

1. Slå på förreglingssystemet och välj armlaser innan du startar systemet.
2. Slå på datorn med programvaran för att styra femtosekundlasern med dubbla utgångar.
3. Ladda programvaran för femtosekundlasern med dubbla utgångar; Denna programvara gör att lasern kan slås på och av och direkt styr pumpstrålens våglängd.
4. Slå på laseremissionen genom att hålla ned strömikonen för att räkna med 3.
5. Vänta tills lasern har v?.......

SF-TRU-modulen (Spectral Focusing Timing and Recombination Unit) introduceras mellan femtosekundlasern med dubbla utgångar och det modifierade laserscanningsmikroskopet. Det avstämbara ultrasnabba lasersystemet som används i denna studie har två utgångsportar som levererar en stråle med en fast våglängd på 1 045 nm och den andra strålen som är avstämbar i intervallet 680–1 300 nm. En detaljerad schematisk bild av SF-TRU-modulen och multimodal bildplattform visas i figur 1. SF-T.......

Denna studie har presenterat kombinationen av SF-TRU-modul och ultrasnabbt lasersystem med dubbla utgångar som demonstrerade dess tillämpningar för multimodal mikrospektroskopi. Med sin förmåga att undersöka upptaget av guldnanopartiklar (AuNPs) av cancerceller kan den multimodala bildplattformen visualisera de cellulära svaren på hypertermiska cancerbehandlingar när laserstrålar absorberas av AuNPs.

Dessutom uppnås snabb kemiskt specifik avbildning och hög spektral upplösning gen.......

Denna forskning stöddes av EPSRC Grants: Raman Nanotheranostics (EP/R020965/1) och CONTRAST facility (EP/S009957/1).