報(bào)告簡(jiǎn)介

紅外光譜學(xué)是一種重要的結(jié)構(gòu)表征技術(shù)，在物質(zhì)鑒定和表征領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但是受制于紅外光波長(zhǎng)的限制，其空間分辨率十分有限（20 -50 μm），且容易收到受到彈性光散射所產(chǎn)生的米氏散射效應(yīng)(Mie scattering effects)的影響，這些問(wèn)題限制了紅外光譜對(duì)于原位樣品的鑒定能力。

O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光學(xué)光熱紅外光譜是一種快速簡(jiǎn)單的非接觸式光學(xué)技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)由于本征紅外吸收引發(fā)的樣品表面快速的光熱膨脹或收縮，克服了傳統(tǒng)IR衍射的極限，空間分辨率可達(dá)500 nm。此外這種技術(shù)還降低了對(duì)樣品表面形態(tài)的要求，能夠做到原位對(duì)待測(cè)物質(zhì)的直接檢測(cè)，幫助科研人員更全面地原位了解亞微米尺度下樣品表面微小區(qū)域的物質(zhì)信息，獲得常規(guī)的FTIR，ATR以及AFM-IR技術(shù)所不能得到的檢測(cè)效果。

為了增加系統(tǒng)應(yīng)用性，全新的O-PTIR技術(shù)結(jié)合熒光成像，實(shí)現(xiàn)紅外、拉曼與熒光信號(hào)的同步測(cè)量，這大大彌補(bǔ)了紅外無(wú)法對(duì)于結(jié)構(gòu)相近的生物大分子物質(zhì)進(jìn)行區(qū)分的弱點(diǎn)，在以當(dāng)代免疫學(xué)為基礎(chǔ)的生物學(xué)機(jī)制研究中發(fā)揮更重要的作用，在科研、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和臨床醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域都有著非常重要的應(yīng)用：

醫(yī)學(xué)：O-PTIR技術(shù)具有診斷速度快和準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn),可以提供關(guān)于分子變化的多種信息,因此已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其是臨床腫瘤組織標(biāo)記及臨床檢測(cè)新技術(shù)研發(fā)、臨床標(biāo)本病理檢測(cè)、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)研究方面已經(jīng)非常成熟，配合熒光共定位能夠準(zhǔn)確判斷目標(biāo)蛋白是否已經(jīng)發(fā)生構(gòu)型改變。

生物學(xué)：O-PTIR技術(shù)在無(wú)需標(biāo)記小分子、藥物、脂質(zhì)體、材料等物質(zhì)的情況下，即可觀察這些物質(zhì)與特定蛋白、DNA的相互作用和共定位，并且能夠在液體環(huán)境下直接探測(cè)，配合熒光系統(tǒng)能夠有效判明藥物作用的蛋白是否為靶向蛋白。是研究組織與材料、細(xì)胞與藥物相互作用關(guān)系、藥物在細(xì)胞內(nèi)分布、細(xì)胞吞噬轉(zhuǎn)運(yùn)外源性物質(zhì)研究的理想成像手段。

藥學(xué)領(lǐng)域：O-PTIR技術(shù)分析速度快，可多種成分同時(shí)分析，制樣簡(jiǎn)單，檢測(cè)直接，在制藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，從藥物的定性定量分析，到生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)階段的在線檢測(cè)，有著巨大的應(yīng)用前景。同時(shí)，在原料藥的分析、藥物制劑的有效成分分析、藥物生產(chǎn)的品控檢測(cè)中都有著廣泛的應(yīng)用。

環(huán)境科學(xué)：O-PTIR技術(shù)具有亞微米分辨、無(wú)需復(fù)雜的樣品制備過(guò)程，結(jié)合液體檢測(cè)模式和同步拉曼技術(shù)，可在固/液/氣環(huán)境下直觀判斷亞微米尺度下各類(lèi)污染物或待檢測(cè)物質(zhì)的分布；值得一提的是，近年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注的微塑料檢測(cè)方面，O-PTIR技術(shù)憑借著其分辨率高、液體環(huán)境下直接檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，使得科學(xué)家能夠從微觀尺度揭示這類(lèi)新型污染物對(duì)人體產(chǎn)生的影響。

本次線上講座將圍繞超高分辨活細(xì)胞紅外-拉曼-熒光同步測(cè)量技術(shù)的原理及應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)介。

直播入口：

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報(bào)告時(shí)間：

2022年12月08日 14:00

主講人：

胡西   生物學(xué)博士

首都醫(yī)科大學(xué) 藥物分析學(xué)博士，加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）博士后，研究期間主要從事干細(xì)胞誘導(dǎo)和神經(jīng)細(xì)胞分化及ALS相關(guān)病變研究。在Quantum Design中國(guó)公司生物科學(xué)團(tuán)隊(duì)，擔(dān)任應(yīng)用科學(xué)家，對(duì)單細(xì)胞顯微操作及生物光譜成像等領(lǐng)域具有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)。
 

【精選案例】

一、細(xì)胞內(nèi)的熒光+紅外共定位分析

利用熒光同時(shí)觀測(cè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞中的脂滴分布，研究脂滴在細(xì)胞中的共定位分析，提供潛在活體無(wú)標(biāo)記相互作用分析數(shù)據(jù)。

磷脂成像 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.熒光染色細(xì)胞核（藍(lán)色），蛋白（紅色）。
 

二、活體細(xì)胞的組分分布分析

磷脂成像，可觀測(cè)活細(xì)胞內(nèi)的脂滴的分布并且基本不會(huì)受到水的干擾，這是傳統(tǒng)紅外所難以達(dá)到的。 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.
 

三、固定細(xì)胞的組分分布分析

磷脂成像可觀測(cè)到細(xì)胞內(nèi)的脂滴分布情況。 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.
 

四、組織分析：

☛  細(xì)胞分型

☛  鈣化、疾病狀態(tài)區(qū)分

☛  膠原蛋白取向

組織切片分析觀測(cè)

腫瘤組織鈣化分析1050cm^-1，傳統(tǒng)的FTIR只有大約12微米的空間分辨率，這往往比實(shí)際特征大得多，這也是以往觀察不到如此小的局部鈣化的原因。