由于紅外光譜技術(shù)對(duì)于分子結(jié)構(gòu)的敏感性，能夠在無(wú)任何標(biāo)記的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)生物樣品成分的鑒定和分布解析，對(duì)于不便于熒光標(biāo)記的生物組分鑒別十分有，使得其在生命科學(xué)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

近期Maryam Rahmati等人使用亞微米紅外拉曼同步測(cè)量技術(shù)在Materials Today上報(bào)道骨生物材料對(duì)骨骼再生的研究中成功揭示了紅外顯微鏡在組織樣品分析中的潛力。眾·所周知，生物骨骼有機(jī)材料能夠模仿天然組織功能，是作為受損骨骼良好的替代物。Maryam等通過(guò)設(shè)計(jì)兩個(gè)富含脯氨酸的無(wú)序肽(IDP2和IDP6)并將它們添加到SmartBone(SBN)生物雜交替代物中，成功合成了具備改善由于植入物導(dǎo)致的組織礦化問(wèn)題的新型材料。通過(guò)對(duì)家豬開顱損傷后8周和16周愈合情況的研究，作者團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種材料能夠很好的幫助顱骨愈合，如下圖所示。

研究富含脯氨酸的無(wú)序肽的成骨和生物礦化作用。(a)四組監(jiān)測(cè)骨愈合情況的代表圖包括假手術(shù)、SmartBone(SBN)、SBN + P2和sbn+P6(n = 8)。(b，c) mCT分析骨容積比的代表圖像和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(Obj. V/TV)、骨表面/體積比(Obj.S/Obj.v)和骨表面密度(Obj.S/TV)，比例尺: 4 mm，(N = 8)。(d–g)研究鈣化樣品的礦化/非礦化的代表圖像和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。(h)堿性磷酸酶(ALP)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色法研究脫鈣骨中成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的活性。

本文中作者認(rèn)為通過(guò)亞微米紅外拉曼同步測(cè)量技術(shù)檢測(cè)，能夠很好的評(píng)估IDP的結(jié)構(gòu)變化，因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠很好的對(duì)組織進(jìn)行高精度成像，并且不受組織粗糙度的影響。通過(guò)1037 cm^-1的紅外圖分析，能夠很好區(qū)別不同區(qū)域的磷酸酯和磷酸銨的分布。并通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的分布來(lái)看，能夠看到實(shí)驗(yàn)組的骨骼具有良好的礦化。對(duì)比1660 cm^-1 和1546 cm^-1的紅外吸收峰可以證明肽發(fā)生了構(gòu)象轉(zhuǎn)變，而且這種轉(zhuǎn)變是與磷酸鹽的分布呈現(xiàn)明顯相關(guān)的。說(shuō)明了該材料具備良好的醫(yī)療價(jià)值，同時(shí)也說(shuō)明了亞微米紅外拉曼同步測(cè)量技術(shù)在評(píng)估植入生物材料和構(gòu)象的影響中具備*的潛力。

用亞微米紅外拉曼同步測(cè)量技術(shù)研究IDP對(duì)的成骨和生物礦化效應(yīng)的影響及其構(gòu)象變化。紅外40X光學(xué)圖像和其上標(biāo)記點(diǎn)的紅外光譜（下）。兩個(gè)單波長(zhǎng)圖像(1037/1660 cm^-1)的比例圖，突出顯示了在光譜中觀察到的富含礦物質(zhì)和胺的區(qū)域。

美國(guó)Photothermal Spectroscopy Corp公司經(jīng)多年潛心攻關(guān)，研發(fā)出的非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)—mIRage憑借其·有的亞微米紅外拉曼同步測(cè)量技術(shù)能夠直接對(duì)樣品表面進(jìn)行紅外光譜測(cè)試，并且不受到水的干擾，該設(shè)備成功將紅外光譜的空間分辨率提升至亞微米（~500 nm）；得益于其非接觸式測(cè)量性，該系統(tǒng)無(wú)需制備薄片，直接測(cè)試較厚樣品，簡(jiǎn)化了制樣過(guò)程、提高測(cè)試效率；同時(shí)可實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸式地快速簡(jiǎn)易測(cè)量，有效避免了傳統(tǒng)ATR模式下的散射像差和交叉污染。且該設(shè)備在反射模式下所得譜圖與透射模式下FTIR*致，還可以選配透射模式，十分適用于液體樣品和些殊混合樣品，擴(kuò)展了光熱紅外在生命科學(xué)域的應(yīng)用范圍(如圖1所示)。

亞微米紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)，工作原理及鈣化乳腺組織的紅外成像圖

這項(xiàng)進(jìn)技術(shù)讓mIRage有別于傳統(tǒng)的紅外測(cè)試設(shè)備，能夠?qū)ι茖W(xué)域的常用樣本，諸如細(xì)胞爬片，病理組織切片，單細(xì)胞細(xì)菌等有良好的兼容性，并讓活細(xì)胞觀測(cè)成為可能。除此之外，mIRage還可與拉曼光譜進(jìn)行聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)同時(shí)同地相同分辨率的IR和Raman測(cè)試，且無(wú)熒光風(fēng)險(xiǎn)，能夠幫助研究者更快速全面的確定所分析生物樣品的化學(xué)組成信息。

亞微米紅外拉曼同步測(cè)量技術(shù)在生命科學(xué)域應(yīng)用的顯著勢(shì)：

? 亞微米的空間分辨率；

? 可直接獲取液體中活細(xì)胞的紅外成像；

? 靈敏度高，可直接觀測(cè)單細(xì)胞 (如細(xì)菌、哺乳動(dòng)物細(xì)胞等)；

? 無(wú)米氏散射干擾，即使在細(xì)胞邊緣也不受影響；

? 高的光譜分辨率；

? 無(wú)需直接接觸即可測(cè)量軟組織的紅外光譜；

? 可實(shí)現(xiàn)紅外和拉曼同步測(cè)量；

? 可實(shí)現(xiàn)超過(guò)10 μm厚的樣品測(cè)試，直接置于載玻片上觀察分析；

? 可配置化的紅外光源；

相關(guān)產(chǎn)品

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1、非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)—mIRage

https://www.chem17.com/product/detail/33015211.html