对生物样本进行分析和成像的新方法

在微观层面上，有几种对生物样本进行成像的方法，每一种方法都有自己的优势和劣势。第一次，一个研究小组与来自东京大学的研究人员一起，整合了两种领先的成像技术的各个方面，创造了一种分析和成像生物样本的新方法。其概念被称为RESORT，创造了以无与伦比的细节注意到生命系统的途径。

一张图显示了该系统的基本概况。首先，样品被贴上光可转换拉曼探针的标签。然后用双色红外激光脉冲、紫外光和一束特殊的甜甜圈形状的可见光照射它，以限制可能发生拉曼散射的区域。因此，探针可以在一个非常精确的点上被检测到，从而获得高空间分辨率的图像。图片来源：2023年Ozeki等人，CC-BY

在微观世界中，只要人类能够操纵光线，就已经利用光学设备来窥视越来越多的细节。

现代显微镜成像技术远远超出了传统显微镜所能提供的范围。两个突出的技术是超分辨率荧光成像，它提供了良好的空间分辨率，以及振动成像，它损害了空间分辨率，但可以利用广泛的颜色阵列来帮助标记细胞中的几种类型的成分。

这些成像技术的局限性促使我们尝试创造更好的东西，而通过RESORT，我们相信我们已经实现了这一点。RESORT代表可逆的可饱和光学拉曼转换，它结合了超分辨率荧光和振动成像的优点，而没有继承两者的缺点。它是一种基于激光的技术，使用一种被称为拉曼散射的东西，这是分子和光之间的一种特殊互动，有助于识别显微镜下样品中的内容。我们成功地对细胞中的线粒体进行了RESORT成像，以验证该技术。--东京大学先进科学和技术研究中心的Yasuyuki Ozeki教授

RESORT成像有许多阶段，尽管它可能看起来很复杂，但与它试图交换的技术相比，其设置并不复杂。首先，要成像的样品中的特定成分必须用被称为光敏拉曼探针的特殊化学品进行染色或标记，其拉曼散射可以由RESORT使用的各种类型的激光来调节。

接下来，样品被放在一个光学仪器内，该仪器被用来适当地照亮样品并形成图像。为了实现这一点，样品随后被使用双色红外激光脉冲进行照射，以检测紫外线、拉曼散射和特殊的甜甜圈形状的可见光束。总的来说，这些限制了拉曼散射可能发生的区域，这意味着最后阶段，成像，可以在一个非常准确的点上诊断探头，从而获得高空间分辨率。

这不仅仅是为了获得更高分辨率的微观样本的图像；毕竟，电子显微镜可以对这些东西进行更详细的成像。然而，电子显微镜必然会损害或阻碍他们观察的样本。通过未来的发展在拉曼探针的调色板上增加更多的颜色，RESORT将能够对活体样本中的许多成分进行成像，以分析复杂的相互作用，这是前所未有的。这将有助于更深入地了解基本生物过程、疾病机制和潜在的治疗干预措施。--东京大学先进科学和技术研究中心的Yasuyuki Ozeki教授

该团队的关键重点是加强微观成像，以应用于医学研究领域和相关领域。然而，它在激光设计方面取得的进展也可用于其他需要精确控制或高功率的激光应用，如材料科学。
期刊参考资料
Shou, J., et al. (2023) 基于光可转换拉曼探针的超分辨率振动成像。科学进展》。doi.org/10.1126/sciadv.ade9118。