在活体条件下确证细胞的真实功能是从细胞水平揭开生命奥秘、征服疾病的关键。荧光光谱显微成像技术能够对细胞功能相关的多细胞事件进行并行探测,是活体细胞功能研究可视化的重要技术手段之一。但现有荧光光谱显微成像技术仅能在显微镜下以有创方式实现,局限了其在活体细胞功能研究中的应用。光纤化荧光光谱显微成像技术的出现为解决这一问题提供了可能。
武汉光电国家实验室(筹)Britton Chance生物医学光子学研究中心付玲教授、袁菁老师和张红明博士生等人发展了一套灵活的光纤化傅里叶变换内窥光谱成像系统,利用傅里叶变换的光谱探测机制与基于光纤束的显微内窥成像手段相结合,可对观察对象进行高分辨率的在体光谱成像。该方法既可以为生物组织提供细胞水平的空间分布,又可以提供纳米水平的分子光谱信息。在对分辨率板、氦氖激光器等标准样品成像验证系统性能的基础上,该团队利用该系统还成功获取了各种离体生物器官组织,以及活体小鼠皮肤、活体小鼠脑皮层等活体实验动物的在体原位光谱成像数据。与传统方法相比,该方法具有高通量、高信噪比、自校准等优点,为活体显微成像技术提供了新的技术手段。
该项工作得到了国家科技支撑计划(2011BAI12B06)、国家自然科学基金(61205197、61178077)的资助。该研究成果在Optics Express, 20 (21), 23349-23360上发表。
图 SR101染色的YFP转基因小鼠脑皮层光谱成像:(a)YFP转基因小鼠脑皮层插入光纤束照片;(b)利用所研制系统获取的小鼠鼠脑全视场荧光图像;(c)图(b)中红色矩阵代表的感兴趣区域的假作色合成图,绿色和红色分别代表神经元和星形胶质细胞;(d)系统测量获得的神经元(绿色)和星形胶质细胞(红色)的发射光谱。图(b)和(c)中标尺分别为50微米和10微米。
(责任编辑:陈智敏)