活体组织中的深层动态代谢与结构成像
光学
2024-04-19 v1 生物物理
摘要
通过两光子自发荧光 (2PAF) 实现 NAD(P)H 的无标签成像，允许对活体系统中细胞活动进行无损且高分辨率的可视化。然而，其对厚组织和器官化模型的应用受限于其在典型激发波长（约750 nm）下的穿透深度不足300 μm，主要由于组织散射。本文演示了采用多模纤维 (MMF) 基低重复率高峰值功率的三光子 (3P) 激发 NAD(P)H 在 1100 nm 处，将 NAD(P)H 的成像深度扩展至活体人造多细胞微组织中的700 μm以上。这一成就通过在 1100±25 nm 频段获得超过0.5 MW 峰值功率而实现，通过紧凑型纤维形状调制器对多模非线性脉冲传播进行自适应调制。此外，1100 nm 处脉冲能量提升8倍，使单细胞在活体多细胞模型中的行为成像速度得到显著提升。这些结果标志着对完整活体生物系统进行深层动态代谢和结构成像的重大进步。该模块化设计（MMF配合可拆卸式纤维形状调制器）预计将为满足严苛的体内和体外成像应用提供广泛采用，包括癌症研究、免疫疾病和组织工程。
引用
@article{arxiv.2404.11901,
title = {Deep and Dynamic Metabolic and Structural Imaging in Living Tissues},
author = {Kunzan Liu and Honghao Cao and Kasey Shashaty and Li-Yu Yu and Sarah Spitz and Francesca Michela Pramotton and Zhengpeng Wan and Ellen L. Kan and Erin N. Tevonian and Manuel Levy and Eva Lendaro and Roger D. Kamm and Linda G. Griffith and Fan Wang and Tong Qiu and Sixian You},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.11901},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 5 figures, under review in Science Advances