生物学中的红外成像

红外(IR)成像是生物学中已建立的技术,经常用于可视化成分(如蛋白质、碳水化合物、脂类)和表明疾病(如癌症、神经退行性变)的模式,而无需染色。

为什么使用红外成像进行组织分析?

红外成像允许用最少的样品制备和不使用对比增强剂对生物样品进行分析。它是传统染料染色方法的替代品。

损伤的软骨组织在这里检查其组成。然后将红外图像叠加到视觉图像上,以结合化学和光学数据。

传统上,生物组织的分析通常使用显微方法。较低的视觉对比度通过染色来补偿,以突出感兴趣的区域。为了可视化特定的成分(蛋白质、碳水化合物、脂类)。

为了可视化疾病模式(例如癌症、神经退行性变),使用免疫组化(IHC)染色,其中使用抗体进行染色,抗体与组织样本中的抗原特异性结合。

这可能是有效的,但非常耗时,复杂,并有严重的缺点,例如交叉反应,导致强背景染色和弱染色的目标抗原。

在红外成像中不需要染色剂.它使用红外光来研究分子振动,因此提供了关于样品化学成分的明确答案

红外成像是如何工作的?

了解FT-IR成像如何应用于分析植物组织样本中的含量分布。

红外成像揭示了生物结构的化学性质,并识别蛋白质,脂质,多糖等。在许多科学研究中,已经证明这种方法可以区分癌细胞和正常细胞。此外,还可以区分不同结构形式的蛋白质(α-螺旋、β-薄片和随机线圈)和脂肪酸(不饱和程度)。

组织切片放置在反射金属表面或特殊的红外透明窗(CaF, KBr,…)上,首先进行视觉检查,然后进行实际红外分析。在测量过程中,以选定的空间分辨率记录完整的红外光谱,例如每10µm记录一次。

红外组织成像有不同的方法:可以使用单元素探测器或焦平面阵列探测器等先进技术,这也可以实现超快高分辨率成像。

焦平面阵列技术在生物组织成像中的应用

用FPA红外成像分析大鼠肠道的1毫米x 1毫米切片机组织切口。

如上所述,生物组织样本通常很大,在可见图像中无法显示出清晰的区分特征。这使得很难确定相关领域。因此,在一次运行中分析整个组织切片是有用的。

在这种应用中,焦bob平台靠谱吗平面阵列探测器(FPA)具有决定性的优势。一般来说,它们像数码相机一样工作,捕获32 x 32像素(或更多)的样本区域,其中每个像素包含完整的红外光谱。

我们的视频显示了通过实时fpa成像分析小鼠肠道组织切割(1.12 μ m x 1.12 μ m)。为此,样品是在CaF窗口上制备的。在现场预览中,选择了具有代表性的蛋白质红外光谱波段,以在分析过程中提供第一幅化学图像。

bob平台靠谱吗红外成像在组织分析中的应用

在所有工业化国家中,乳腺癌是女性最常见的癌症,发病率约为30.5%。

这些彩色编码的化学红外图像显示了乳腺癌组织中单个生物成分的分布。黑色表示最低,红色和白色表示最高。癌变区(左)、胶原蛋白(中)和蛋白质(右)。

神经退行性疾病通常涉及变性蛋白质的形成,其结构与天然蛋白质不同。

这个例子展示了老鼠大脑的化学图像。左边是变性蛋白质,右边是大鼠大脑样本的WTA图像,显示:脂肪酸(红色)、天然蛋白质(蓝色)和变性蛋白质(绿色)。