來源：宇宙與科學

研究人員開發(fā)了一種拉曼顯微鏡，它可以比傳統(tǒng)的拉曼顯微鏡更快地獲取信息，而且分辨率更高。拉曼顯微鏡是對細胞和組織進行復(fù)雜化學分析的強有力的非侵入性工具，這項技術(shù)的發(fā)展有助于擴大其在生物醫(yī)學應(yīng)用中的用途。來自日本的科學家表示：“我們的高通量拉曼光譜成像可以在沒有任何樣本預(yù)處理的情況下快速成像和分析大面積區(qū)域，這將有助于醫(yī)學診斷和用于篩選新藥的測試。該技術(shù)實現(xiàn)的無標記、高通量多重化學成像和分析也可用于實現(xiàn)新的應(yīng)用或克服當前方法的局限性?！?/span>  

科學家們在論文中描述了他們新的多線照明共焦拉曼顯微鏡方法，儀器通過并行檢測樣本的不同區(qū)域來工作，從而實現(xiàn)快速拉曼高光譜成像。該技術(shù)可以在大約11分鐘內(nèi)獲取1380 x 800像素的高光譜生物組織圖像，如果是傳統(tǒng)的拉曼顯微鏡需要幾天的時間才能獲得。

“我們希望高通量拉曼成像*終能夠更有效、更準確地進行醫(yī)學診斷，同時實現(xiàn)以前不可能的診斷。拉曼成像的無標記分子分析也將有助于有效檢測細胞的藥物反應(yīng)，有助于藥物開發(fā)。”科學家們解釋說。拉曼光譜通過使用光激發(fā)分子振動，對樣品的化學組成提供了重要的數(shù)據(jù)。由此產(chǎn)生的分子振動產(chǎn)生了一種化學指紋，可以用來識別樣品的成分。拉曼顯微鏡通過獲得非常高分辨率的光譜圖像，這對細胞和組織的成像非常有用。然而，由于光譜分辨率和成像速度之間的權(quán)衡，拉曼顯微鏡在臨床上尚未實用。

新的多線照明方法建立在研究團隊先前開發(fā)的一種稱為線照明拉曼顯微鏡的技術(shù)之上。這種方法比傳統(tǒng)的共焦拉曼顯微鏡更快，能夠?qū)罴毎M行動態(tài)成像，但對于醫(yī)療診斷和組織分析通常需要的大面積成像來說，仍然太慢。

“為了解決這個問題，我們開發(fā)了多線照明拉曼顯微鏡，它獲取大面積圖像的速度大約是線照明拉曼顯微的20倍。使用我們的新技術(shù)，可以根據(jù)應(yīng)用調(diào)整光譜像素數(shù)或分辨率以及成像速度。未來，隨著相機不斷開發(fā)出更多像素，會有更快的成像速度。”該團隊的新型多線照明拉曼顯微鏡用多個線形激光束同時照射樣本中的約20000個點。然后在包含樣品中拉曼光譜的空間信息的單次曝光中記錄從照射位置產(chǎn)生的拉曼散射光譜，掃描樣品上的激光束可以重建二維高光譜拉曼圖像。

為了實現(xiàn)這一點，研究人員使用柱面透鏡陣列（由周期性排列的多個柱面透鏡組成的光學元件），從單個激光束中產(chǎn)生多個線形激光束。他們將其與能夠同時采集20000個光譜的分光光度計相結(jié)合。濾光器對于避免分光光度計檢測器處光譜之間的串擾也很重要。

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