Name: biomolecular imaging of cellular uptake of nanoparticles using multimodal nonlinear optical microscopy
Uploaded: 2022-05-16T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Biomolecular Imaging of Cellular Uptake of Nanoparticles using Multimodal Nonlinear Optical Microscopy at JoVE.com

Это исследование было поддержано грантами EPSRC: рамановская нанотеранотика (EP/R020965/1) и установка CONTRAST (EP/S009957/1).

1. Включение лазерной системы
<ol><li>Включите систему блокировки и выберите лазер рычага перед запуском системы.</li>
	<li>Включите ПК с программным обеспечением для управления фемтосекундным лазером с двойным выходом.</li>
	<li>Загрузите программное обеспечение для фемтосекундного л...

<ol>
	<li>Tabish, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smart+gold+nanostructures+for+light+mediated+cancer+theranostics:+Combining+optical+diagnostics+with+photothermal+therapy.">Smart gold nanostructures for light mediated cancer theranostics: Combining optical diagnostics with photothermal therapy.</a> Advanced Science. 7 (15), 1903441 (2020).</li><li>Tian, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanostars+for+efficient+in+vitro+and+in+vivo+real-time+SERS+detection+and+drug+delivery+via+plasmonic-tunable+Raman/FTIR+imaging.">Gold nanostars for efficient in vitro and in vivo real-time SERS detection and drug delivery via plasmonic-tunable Raman/FTIR imaging.</a> Biomaterials. 106, 87-97 (2016).</li><li>Jenkins, S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+photothermal+treatment+efficacy+and+normal+tissue+protection+via+vascular+targeted+gold+nanocages.">Enhanced photothermal treatment efficacy and normal tissue protection via vascular targeted gold nanocages.</a> Nanotheranostics. 3 (2), 145-155 (2019).</li><li>Huang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rational+design+and+synthesis+of+gammaFe2+O3+@Au+magnetic+gold+nanoflowers+for+efficient+cancer+theranostics.">Rational design and synthesis of gammaFe2 O3 @Au magnetic gold nanoflowers for efficient cancer theranostics.</a> Advanced Materials. 27 (34), 5049-5056 (2015).</li><li>Dilipkumar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+multiphoton+endomicroscopy+for+minimally+invasive+in+vivo+imaging.">Label-free multiphoton endomicroscopy for minimally invasive in vivo imaging.</a> Advanced science. 6 (8), 1801735 (2019).</li><li>Wang, C. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+normal+and+cancerous+lung+tissues+by+multiphoton+imaging.">Differentiation of normal and cancerous lung tissues by multiphoton imaging.</a> Journal of Biomedical Optics. 14 (4), 044034 (2009).</li><li>Chrabaszcz, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+standard+and+HD+FT-IR+with+multimodal+CARS/TPEF/SHG/FLIMS+imaging+in+the+detection+of+the+early+stage+of+pulmonary+metastasis+of+murine+breast+cancer.">Comparison of standard and HD FT-IR with multimodal CARS/TPEF/SHG/FLIMS imaging in the detection of the early stage of pulmonary metastasis of murine breast cancer.</a> The Analyst. 145 (14), 4982-4990 (2020).</li><li>Tsai, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+radiofrequency-skin+interaction+using+multiphoton+microscopy+in+vivo.">Visualizing radiofrequency-skin interaction using multiphoton microscopy in vivo.</a> Journal of Dermatological Science. 65 (2), 95-101 (2012).</li><li>Wang, C. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+development+of+cutaneous+cancer+revealed+by+intravital+nonlinear+optical+microscopy.">Early development of cutaneous cancer revealed by intravital nonlinear optical microscopy.</a> Applied Physics Letters. 97 (11), 113702 (2010).</li><li>Li, F. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dorsal+skin+fold+chamber+for+high+resolution+multiphoton+imaging.">Dorsal skin fold chamber for high resolution multiphoton imaging.</a> Optical and Quantum Electronics. 37 (13), 1439-1445 (2005).</li><li>Tong, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+imaging+of+semiconducting+and+metallic+carbon+nanotubes+in+cells+and+mice+using+transient+absorption+microscopy.">Label-free imaging of semiconducting and metallic carbon nanotubes in cells and mice using transient absorption microscopy.</a> Nature Nanotechnology. 7 (1), 56-61 (2011).</li><li>Chong, S., Min, W., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ground-state+depletion+microscopy:+Detection+sensitivity+of+single-molecule+optical+absorption+at+room+temperature.">Ground-state depletion microscopy: Detection sensitivity of single-molecule optical absorption at room temperature.</a> The Journal of Physical Chemistry Letters. 1 (23), 3316-3322 (2010).</li><li>Chen, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+absorption+microscopy+of+gold+nanorods+as+spectrally+orthogonal+labels+in+live+cells.">Transient absorption microscopy of gold nanorods as spectrally orthogonal labels in live cells.</a> Nanoscale. 6 (18), 10536-10539 (2014).</li><li>Liu, J., Irudayaraj, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-fluorescent+quantification+of+single+mRNA+with+transient+absorption+microscopy.">Non-fluorescent quantification of single mRNA with transient absorption microscopy.</a> Nanoscale. 8 (46), 19242-19248 (2016).</li><li>Freudiger, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+biomedical+imaging+with+high+sensitivity+by+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">Label-free biomedical imaging with high sensitivity by stimulated Raman scattering microscopy.</a> Science. 322 (5909), 1857-1861 (2008).</li><li>Wang, C. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+chemically+specific+mapping+of+agrochemical+seed+coatings+using+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">In situ chemically specific mapping of agrochemical seed coatings using stimulated Raman scattering microscopy.</a> Journal of Biophotonics. 11 (11), 201800108 (2018).</li><li>Wang, C. -. C., Yoong, F. -. Y., Penfield, S., Moger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+active+ingredients+uptake+in+seed+coats+with+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">Visualization of active ingredients uptake in seed coats with stimulated Raman scattering microscopy.</a> Proceedings SPIE 10069, Multiphoton Microscopy the Biomedical Sciences XVII. , 1006928 (2017).</li><li>Hu, F., Shi, L., Min, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+imaging+of+chemical+bonds+by+stimulated+Raman+scattering+microscopy.">Biological imaging of chemical bonds by stimulated Raman scattering microscopy.</a> Nature Methods. 16 (9), 830-842 (2019).</li><li>Zeytunyan, A., Baldacchini, T., Zadoyan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Module+for+multiphoton+high-resolution+hyperspectral+imaging+and+spectroscopy.">Module for multiphoton high-resolution hyperspectral imaging and spectroscopy.</a> Proceedings SPIE 10498, Multiphoton Microscopy in the Biomedical Sciences XVIII. , 104980 (2018).</li><li>Wang, C. -. C., Wu, R. -. J., Lin, S. -. J., Chen, Y. -. F., Dong, C. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+discrimination+of+normal+and+pulmonary+cancer+tissues+using+multiphoton+fluorescence+ratiometric+microscopy.">Label-free discrimination of normal and pulmonary cancer tissues using multiphoton fluorescence ratiometric microscopy.</a> Applied Physics Letters. 97 (4), 043706 (2010).</li><li>Wang, C. -. C., Chandrappa, D., Smirnoff, N., Moger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+lipid+accumulation+in+the+green+microalga+botryococcus+braunii+with+frequency-modulated+stimulated+Raman+scattering.">Monitoring lipid accumulation in the green microalga botryococcus braunii with frequency-modulated stimulated Raman scattering.</a> Proceedings SPIE 9329, Multiphoton Microscopy in the Biomedical Sciences XV. , 9329 (2015).</li><li>Figueroa, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Broadband+hyperspectral+stimulated+Raman+scattering+microscopy+with+a+parabolic+fiber+amplifier+source.">Broadband hyperspectral stimulated Raman scattering microscopy with a parabolic fiber amplifier source.</a> Biomedical Optics Express. 9 (12), 6116-6131 (2018).</li><li>Cui, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+plasmon-enhanced+CARS+and+TPEF+for+Gram+staining+identification+of+non-fluorescent+bacteria.">In situ plasmon-enhanced CARS and TPEF for Gram staining identification of non-fluorescent bacteria.</a> Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 264, 120283 (2022).</li><li>Ma, J., Sun, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+optical+microscopies+(NOMs)+and+plasmon-enhanced+NOMs+for+biology+and+2D+materials.">Nonlinear optical microscopies (NOMs) and plasmon-enhanced NOMs for biology and 2D materials.</a> Nanophotonics. 9 (6), 1341-1358 (2020).</li><li>Sun, L., Chen, Y., Sun, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+nonemissive+excited-state+intramolecular+proton+transfer+by+plasmon-enhanced+hyper-Raman+scattering+and+two-photon+excitation+fluorescence.">Exploring nonemissive excited-state intramolecular proton transfer by plasmon-enhanced hyper-Raman scattering and two-photon excitation fluorescence.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 126 (1), 487-492 (2022).</li></ol>

Это исследование представило комбинацию модуля SF-TRU и сверхбыстрой лазерной системы с двойным выходом, продемонстрировав ее применение для мультимодальной микроспектроскопии. Благодаря своей способности исследовать поглощение наночастицами золота (AuNPs) раковыми клетками, мультимод?...

Наночастицы золота (AuNPs) показали большой потенциал в качестве биосовместимых зондов визуализации, например, в качестве эффективных поверхностных рамановских спектроскопических субстратов (SERS) в различных биомедицинских приложениях. Основные области применения включают такие области, как биозондирование, биовизуализация, поверхностно-усиленные спектроскопии и фототермическая терапия для лечения рака1. Кроме того, зондирование AuNP в живых системах имеет решающее значение для оценки и понимания взаимодействия между AuNP и биологическими системами. Существуют различные аналитические методы, в том числе инфракрасная спектроскопияс преобразованием Фурье (FTIR) 2, масс-спектрометрия с лазерной абляцией с индуктивной связью (LA-ICP-MS)3 и магнитно-резонансная томография (МРТ)4, которые успешно используются для исследования распределения AuNP в тканях. Тем не менее, эти методы страдают от ряда недостатков, таких как трудоемкость и сложная пробоподготовка3, требующая длительного времени сбора или отсутствие субмикронного пространственного разрешения 2,4.
По сравнению с обычными методами визуализации, нелинейная оптическая микроскопия предлагает несколько преимуществ для зондирования живых клеток и AuNP: нелинейная оптическая микроскопия достигает большей глубины изображения и обеспечивает внутреннюю возможность 3D-оптического сечения с использованием ближне-ИК-сверхбыстрых лазеров. Со значительным улучшением скорости визуализации и чувствительности обнаружения, двухфотонная возбужденная флуоресценция (TPEF)5,6,7 и вторая гармоническая генерация (SHG)8,9,10 микроскопия были продемонстрированы для дальнейшего улучшения неинвазивной визуализации эндогенных биомолекул в живых клетках и тканях. Кроме того, используя новые нелинейные оптические методы насоса-зонда, такие как переходное поглощение (TA)11,12,13,14 и стимулированное комбинационное рассеяние (SRS)15,16,17,18, можно получить безметочный биохимический контраст клеточных структур и AuNP. Визуализация AuNP без использования внешних меток имеет большое значение, поскольку химические возмущения наночастиц будут изменять их физические свойства и, следовательно, их поглощение в клетках.
Этот протокол представляет собой реализацию модуля Spectral Focusing Timing and Recombination Unit (SF-TRU) для двухволнового импульсного лазера, что позволяет быстро получать мультимодальную визуализацию AuNP и раковых клеток. Эта работа направлена на демонстрацию деталей интегрированных методов TPEF, TA и SRS на лазерном сканирующем микроскопе.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>APE SRS Detection Unit</td>
			<td>APE (Angewandte Physik &#38; Elektronik GmbH)</td>
			<td>APE Lock-in Module</td>
			<td>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</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal Scanning Unit</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>FV 3000</td>
			<td>Confocal scanning unit used for imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CML Latex Beads, 4% w/v, 1.0 &#181;m</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>C37483</td>
			<td>Polystyrene microspheres</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coverslips</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CG15CH2</td>
			<td>22 mm x 22 mm coverslips for seeding cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10500-064</td>
			<td>Foetal Bovine Serum (Heat Inactivated)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flouview</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>FV31S-SW</td>
			<td>Laser scanning microscope control software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Function Generator</td>
			<td>BX precision</td>
			<td>40543</td>
			<td>Used to generate square wave function which is fed to EOM in SF-TRU to produce modulations in the stokes beam</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FV3000</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX83P2ZF</td>
			<td>Other microscope frames can be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold Nanoparticles</td>
			<td>Nanopartz</td>
			<td>A11-60</td>
			<td>Spherical gold nanoparticles, 60 nm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Input Output Interface</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>FV30 ANALOG</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>InSight X3</td>
			<td>Newport</td>
			<td>Spectra-Physics</td>
			<td>Dual-output femtosecond pulsed laser. Tunable (680&#8211;1300 nm) and fixed (1045 nm) laser outputs with the repetition rate of 80 MHz.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Frame</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX83</td>
			<td>Inverted microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse 4T1 cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CRL-2539</td>
			<td>Mouse breast cancer cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NA 1.2 Water Immersion Objective</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>UPLSAPO60XW/IR</td>
			<td>The multiphoton 60x Objective has a 0.28 mm working distance. Other similar objectives can be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NA 1.4 Condenser</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>CSC1003</td>
			<td>Other condensers with NA higher than the excitation objective can also be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMT</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>R3896</td>
			<td>PMT used for detecting anti-stokes photos for CARS micrsocopy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMT Connector</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>C13654-01-Y002</td>
			<td>Connector for PMT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Supply</td>
			<td>RS</td>
			<td>RSPD-3303 C</td>
			<td>Programmable power supply which is used for providing the correct voltage to the PMT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI-1640</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A10491-01</td>
			<td>Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 Medium has since been found suitable for a variety of mammalian cells.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SF-TRU</td>
			<td>Newport Spectra Physics</td>
			<td>SF-TRU</td>
			<td>System designed for controlling the time delay and dispersion of the 2 laser outputs and for performing the beam modulations required for SRS</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

biomolecular imaging of cellular uptake of nanoparticles using multimodal nonlinear optical microscopy

Зондирование наночастиц золота (AuNPs) в живых системах имеет важное значение для выявления взаимодействия между AuNP и биологическими тканями. Кроме того, интегрируя нелинейные оптические сигналы, такие как стимулированное рамановское рассеяние (SRS), двухфотонная возбужденная флуоресценция (TPEF) и переходное поглощение (TA), в платформу визуализации, он может быть использован для выявления биомолекулярного контраста клеточных структур и AuNP мультимодальным способом. В этой статье представлена мультимодальная нелинейная оптическая микроскопия и она применяется для выполнения химически специфической визуализации AuNP в раковых клетках. Эта платформа визуализации обеспечивает новый подход к разработке более эффективных функционализированных AuNP и определению того, находятся ли они в сосудистом пространстве, окружающем опухоль, перицеллюлярном или клеточном пространстве.

Модуль Spectral Focusing Timing and Recombination Unit (SF-TRU) введен между фемтосекундным лазером с двойным выходом и модифицированным лазерным сканирующим микроскопом. Перестраиваемая сверхбыстрая лазерная система, используемая в этом исследовании, имеет два выходных порта, доставляющих один луч на фикси...

Watch this Scientific Journal Video about Biomolecular Imaging of Cellular Uptake of Nanoparticles using Multimodal Nonlinear Optical Microscopy at JoVE.com

Biomolecular Imaging of Cellular Uptake of Nanoparticles using Multimodal Nonlinear Optical Microscopy

В этой статье представлена интеграция модуля спектральной фокусировки и импульсного лазера с двойным выходом, что позволяет быстро гиперспектральную визуализацию наночастиц золота и раковых клеток. Эта работа направлена на демонстрацию деталей мультимодальных нелинейных оптических методов на стандартном лазерном сканирующем микроскопе.

Биомолекулярная визуализация клеточного поглощения наночастиц с использованием мультимодальной нелинейной оптической микроскопии

Probing gold nanoparticles (AuNPs) in living systems is essential to reveal the interaction between AuNPs and biological tissues. Moreover, by integrating ...

Наш протокол представляет собой мультимодальную, нелинейную, оптическую микроскопию и применяет ее для выполнения химически специфической визуализации наночастиц золота в раковых клетках. Основным преимуществом нашей системы визуализации является то, что ее можно использовать для обзора биомолекулярного контраста клеточных структур и наночастиц золота мультимодальным способом. Для начала включите вилки всего оборудования, кроме пульта дистанционного управления.Затем включите заднюю часть коробки и нажмите «Начать операцию» после того, как индикатор пульта дистанционного управления загорится синим цветом. После этого включите ПК лазерного сканирующего микроскопа и запустите программное обеспечение конфокального микроскопа. Затем проверьте световой путь микроскопа с помощью компьютерного программного обеспечения и управляйте фокусом через сенсорный экран или ручки дистанционного управления или компьютерное программное обеспечение.Выберите нужные параметры изображения в программном обеспечении, включая Масштабирование, Размер изображения в пикселях и Время ожидания пикселя, гарантируя, что время ожидания пикселя больше, чем время интеграции. Поместите каплю дистиллированной воды поверх объектива погружения в воду, который фокусирует лазерные лучи в образце и между конденсатором и образцом для визуализации. Затем отрегулируйте высоту конденсатора примерно на один миллиметр над образцом, чтобы собрать максимальное количество света и переместить детектор SRS, размещенный на подвижном креплении, из траектории луча, чтобы сфокусироваться на образце с использованием белого света.Используя настройки программного обеспечения, выберите луч накачки и измените длину волны лазера до 802 нанометров для колебаний CH и 898 нанометров для амидного пика I, учитывая большие изменения в рамановском сдвиге. Чтобы добиться небольших корректировок в рамановском сдвиге, отсканируйте стадию задержки в блоке SFTRU, как описано в рукописи. Для набора гиперспектральных данных выберите вкладку Триггер, нажмите кнопку Запустить по триггеру ttl, а затем выберите Активировать каждый кадр.Затем на вкладке Серия установите временные ряды и Z-ряды. Кроме того, установите количество кадров во временном ряду, чтобы оно соответствовало количеству шагов в программном обеспечении ATM. После этого перейдите на вкладку «Выполнить» в программном обеспечении банкомата и установите позиции стадии задержки для CH на 90,25 и 92,25, тогда как для области амида I на 89 и 91 в миллиметрах, соответствующие начальному и стоп-положению гиперспектрального сканирования, при этом количество шагов соответствует количеству кадров в компьютерном программном обеспечении.После проверки правильных настроек запустите гиперспектральный стек в программном обеспечении компьютера, сначала перейдя в Acquire, а затем нажав кнопку Начать сканирование. Затем в программном обеспечении банкомата нажмите кнопку Пуск, которая инициирует сбор серии изображений с постепенным увеличением положения этапа задержки между выбранными начальной и стоп-позицией. Затем сделайте временный ряд изображений в разных положениях стадии задержки, чтобы создать гиперспектральное сканирование.Используя аналоговый блок, отправляйте и принимайте сигналы ttl в систему SFTRU и из нее для синхронизации получения изображений и движения ступени задержки. Для переключения между изображениями в вибрационной области CH и амидной вибрационной областью I измените длину волны накачки в лазерном программном обеспечении с 802 нанометров до 898 нанометров. Кроме того, измените настройку дисперсии Стокса в программном обеспечении ATM с 30 миллиметров до 5 миллиметров.Отрегулируйте нижнюю ручку на зеркальном креплении, чтобы сделать небольшую корректировку зеркала в пути рассеивания пучка насоса внутри коробки SFTRU, изменив угол зеркала с добавочной величиной. Для подтверждения химической селективности микросфер полистирола регистрировали гиперспектральное стимулированное рамановское рассеяние и спонтанные рамановские спектры. Спектры были идентичны, за исключением разницы, наблюдаемой в относительной интенсивности.Стимулированная рамановская рассеянная визуализация раковых клеток 4T1 выполнялась при 2, 852, 2, 930 и 2, 968 волновых числах, соответствующих углерод-водородной растягивающей колебательной полосе липидных, белковых и ДНК биомолекул. Мультимодальная визуализация раковых клеток 4T1, дозированных наночастицами золота, была выполнена для исследования распределения наночастиц в раковых клетках. Полученные стимулированные рамановские изображения рассеяния были получены для канала CH2 и CH3, флуоресцентных зондов LysoTracker и внерезонансного стимулированного канала рамановского рассеяния.Самое главное, что нужно помнить, это изменить вибрационную область, опорный насос в лазерном программном обеспечении, а также настройку дисперсии Стокса во время протокола. Эту систему можно легко переключать с фемтосекундной на пикосекундную область, не влияя на оптическое выравнивание. Эта возможность позволяет нам выполнять многофотонное когерентное рамановское рассеяние и зондовую спектроскопию насоса и их приложения.Эта мультимодальная платформа визуализации предоставляет новое понимание наномедицины и прокладывает путь для молекулярной визуализации клеток, тканей и наночастиц золота.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor IRIS

Биомолекулярных Обнаружение использованием интерферометрических датчиков изображения отражения (IRIS)

The sensitive measurement of biomolecular interactions has use in many fields and industries such as basic biology and microbiology, ...

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Трехмерная оптическая разрешением Фотоакустическая микроскопии

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Analyzing Cellular Internalization of Nanoparticles and Bacteria by Multi-spectral Imaging Flow Cytometry

Анализируя сотовой Интернализация наночастиц и бактерий нескольких спектральных изображений проточной цитометрии

Nanoparticulate  systems have emerged as valuable tools in vaccine delivery through their  ability to efficiently deliver cargo, including proteins, to ...

Quantitative Optical Microscopy: Measurement of Cellular Biophysical Features with a Standard Optical Microscope

Количественный оптическая микроскопия: Измерение Cellular биофизических Особенности с использованием стандартного оптического микроскопа

We describe the use of a standard optical microscope to perform quantitative measurements of mass, volume, and density on cellular specimens through a ...

Preparation of Mica Supported Lipid Bilayers for High Resolution Optical Microscopy Imaging

Подготовка Mica Поддерживаемые липидного бислоя за большой размер оптической микроскопии изображений

Supported lipid bilayers (SLBs) are widely used as a model for studying membrane properties (phase separation, clustering, dynamics) and its interaction ...

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Флуоресценции тушение липосомальной инкапсулированный в ближней инфракрасной области флуорофорные как инструмент для<em&gt; В Vivo</em&gt; Оптических изображений

Optical imaging offers a wide range of diagnostic modalities and has attracted a lot of interest as a tool for biomedical imaging. Despite the enormous ...

Biofunctionalized Prussian Blue Nanoparticles for Multimodal Molecular Imaging Applications

Biofunctionalized берлинская лазурь Наночастицы для мультимодальных молекулярной визуализации приложений

Multimodal, molecular imaging allows the visualization of biological processes at cellular, subcellular, and molecular-level resolutions using multiple, ...

Correlative Light- and Electron Microscopy Using Quantum Dot Nanoparticles

Коррелятивное свето- и электронной микроскопии с помощью Quantum Dot Наночастицы

A method is described whereby quantum dot (QD) nanoparticles can be used for correlative immunocytochemical studies of human pathology tissue using ...

Targeted Plasma Membrane Delivery of a Hydrophobic Cargo Encapsulated in a Liquid Crystal Nanoparticle Carrier

Целенаправленное плазматической мембраны Поставка гидрофобной Cargo инкапсулированы в жидком кристалле наночастицы Carrier

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. ...

Long-term Live Imaging Device for Improved Experimental Manipulation of Zebrafish Larvae

Долгосрочный живых изображений устройства для улучшения экспериментальных манипуляций личинок данио рерио

The zebrafish larva is an important model organism for both developmental biology and wound healing. Further, the zebrafish larva is a valuable system for ...