VIBRONIX相干拉曼显微成像系统

VIBRONIX相干拉曼显微成像系统
                         ——助力高分值文章和高效科研成果产出
概述：
相干拉曼散射成像技术是一种新型的光学成像技术，通过激光的非线性效应，将样品中的分子振动信息转化为图像信息，从而实现对样品的定性及定量分析。该技术具有无标记、高分辨率、超灵敏、快速成像等优点，因此在生物医学、材料科学等领域得到了广泛应用：如生物医学领域的细胞成像、组织成像、病理诊断、合成生物学、代谢组学以及超多重免疫组化等方面；也可以用于材料科学领域的材料表征、成分分析、离子动态等方面，如钙钛矿研究、锂电池电极分析和光催化研究等。随着技术的不断发展，非线性分子光谱成像技术将会在更多领域得到应用。

→应用场景
1、植物学研究：相干拉曼散射成像技术在植物学研究中具有无标记、高灵敏度、高分辨率、丰富成像信息、动态观察和多组分同时成像等优势，避免植物自发荧光干扰，可清晰呈现植物细胞和组织结构，实时监测生理状态。为我们打开了一扇了解植物微观世界的大门，让我们能够更加深入地探索植物的奥秘！
麻疯树种皮中植物细胞壁成分的相干拉曼图像和彩虹分析。
对碳水化合物、木质素、G-、S-和C-木质素进行了SRS成像，分别对应于麻疯树种皮的2900、1600、1280、1330和1135cm⁻¹ 比例尺，10 μm（图源：Science China Life Sciences）
2、神经科学研究：相干拉曼显微成像技术在神经科学多个领域的应用潜力，涵盖坐骨神经、脊髓、神经元发育分化、脑组织、神经病理组织以及在体神经系统等方面的研究。该产品基于非线性光学效应，能在微观尺度上对生物样本进行高灵敏度检测和成像，具有无标记、成像速度快等优势，可提供神经细胞中分子组成、结构及动态变化的丰富信息，为神经科学研究带来新契机。
通过相干拉曼拉曼可以清晰观察到新合成的蛋白质在神经元树突棘中的分布(Wei et al., 2015)
3、合成生物学：相干拉曼通过无标记成像能够在原位、无破坏性地分析不同生物成分，既能够分辨工程菌在生产过程中的种群差异，也可以分析不同细胞间差异。为生物合成提供转化率指标，如效价、速率和产量等。 
该方法揭示了在许多代过程中出现的菌落之间和菌落内部的脂肪酸生成存在显著异质性。菌株以酶依赖的方式表现出不同类型的生产异质性。
4、骨骼研究：通过UltraView受激拉曼散射（SRS）显微镜分析，研究人员能够精确检测并可视化界面处的无定形磷酸钙（ACP）和羟基磷灰石（HAps）（Nature子刊）。
5、肠道微生物：基于相干拉曼技术揭秘药物对肠道微生物组影响的新视角（Nature子刊）。传统测序技术在揭示微生物单细胞水平活动细节方面存在局限性。相比之下，相干拉曼散射成像技术为研究提供了新的途径。研究团队利用相干拉曼散射成像技术，结合重水（D₂O）作为代谢示踪剂，能够在单细胞水平精确测量微生物活性、Fe离子变化等，能够检测到传统技术难以察觉的药物对微生物群落的细微影响。
6、药物研发和治疗效果评估：相干拉曼技术为药物在2D和3D细胞环境中的研究提供了新的视角和方法，具有重要的科学意义和应用价值。其在解码药物摄取与细胞反应研究中的关键优势包括：1）解决药物摄取量化难题。现有技术在直接测量3D环境中细胞内药物浓度时存在诸多限制，而SRS显微镜脱颖而出。它通过对2D和3D细胞在药物处理后的成像，成功测量单细胞或单球状体的药物摄取，克服了生化测定和质谱成像的不足。生化测定可能忽视单细胞药物摄取的变异性，质谱成像则面临样本制备复杂的问题，SRS技术有效解决了这些难题，实现了更精准的药物摄取量化；2）测量生长速率与反应关联。SRS技术能够测量单细胞生长速率，以d-LIV标记细胞，在C-D区和C-H区成像并计算比率作为生长速率测量指标。这一方法为研究药物对细胞生长的影响提供了有效手段，填补了在复杂3D培养模型中难以确定细胞内药物暴露与细胞反应抑制相关性的空白，使我们能更好地理解药物与细胞生长之间的关系；3）揭示细胞环境差异影响。应用三波段SRS成像方法，研究发现尽管2D和3D A549细胞在药物处理时细胞内药物水平相近，但3D球状体生长受影响较小，揭示了3D微环境中药物耐受性增强的现象。许多药物是疏水的和/或亲脂性的，细胞中的脂质含量会影响药物的渗透性。通过建立药物代谢模型，利用相干拉曼像/观测药物、药物和细胞之间的互作过程，可对于药物递送、药物渗透性和药物敏感性进行有效客观的量化评价。
7、针对活体细胞内纳米结构的无标记化学成像：URV-SRS通过先进光学硬件开发与人工智能算法的协同创新，通过“软硬结合”的思路，在提高信号强度的同时降低了探测噪声，实现了同时提升分辨率与灵敏度，比近红外 SRS 提高了 50 倍，从而能够以前所未有的清晰度观察到细胞内的代谢活动，包括提供包括蛋白质、脂质、碳水化合物、核酸等主要代谢物的纳米尺度图像。展示了相干拉曼在纳米尺度空间代谢组学方面的能力，因而具有一系列潜在的生物医学应用前景，例如肿瘤代谢、神经科学与合成生物学等方向，为分子生物学和精准医疗的进步提供了新的视角。
8、类器官研究：相干拉曼技术在类器官研究领域展现出多维度的创新应用价值。它凭借非侵入性和高分辨率成像的优势，为相关研究提供了有力工具支持。在结构与形态分析、成分分析、代谢物监测、疾病模型研究、药物筛选与疗效评估以及发育生物学研究等方面都发挥着重要作用。它能清晰勾勒肿瘤类器官和脑类器官的结构特征，区分组织区域，助力疾病诊断和大脑发育研究；可准确检测蛋白质、脂质和核酸等成分，为探究疾病机制提供依据；能够实时掌握代谢途径及差异变化；有效检测病理变化特征，完善药物分布理论，指导临床用药；还能监测细胞分化和生物分子动态变化，为干细胞治疗和再生医学奠定基础。综上，相干拉曼技术以其分子特异性等优势，在类器官研究众多领域展现出巨大潜力和应用前景。
详见PDF文件（类器官专辑）
9、肿瘤研究：病理组织中，其脂质，蛋白质或者DNA等相关生物分子发生变化，通过相干拉曼成像可以检测这些分子变化，从而进行肿瘤诊断，肿瘤恶性程度，肿瘤边缘检测等医学 研究。而且相比传统染色方式，减少操作步骤，避免制样造成的结果差异，实现快速 和准确的病理组织检测。尤其在临床肿瘤切除手术中，快速、准确和无标记的边缘检测将极大提高手术的准确性和有效性。基于最新的相干拉曼成像技术（SRS），揭示了人肾透明细胞癌中抑癌基因VHL的突变和氧感知因子HIFα的激活导致生物标志物胆固醇酯在细胞脂滴内积累的生物学机制，并证实了胆固醇酯化作为治疗靶点的潜力。 
10、病理研究：病理研究面临样本复杂、低对比度、高侵入性等困难。高灵敏瞬态吸收显微成像/相干拉曼散射显微成像具有非侵入性、高分辨率、丰富的分子信息等特点，可为病理研究提供分子水平的信息，为疾病诊断和治疗提供新的思路。
11、超多重免疫组化：拉曼探针通过结合于抗体后，进行拉曼成像，最多可进行20通道成像，且无需复杂的光谱拆分，可以进行组织或活体细胞中标记，其浓度于强度呈线形关系利于量化。拉曼探针能够在活细胞内以高选择性和高灵敏度直接可视化大量不同的分子种类。这种技术克服了现有拉曼和荧光显微技术在多重成像方面的局限性。每个染料在细胞静默光谱窗口中显示出一个独特的相干拉曼峰。这些染料与现有的荧光探针结合使用，提供了24种可区分的颜色。实验结果表明，这种超多色光学成像技术能够有效地用于探究神经系统的复杂生物过程，如DNA复制和蛋白质合成。这项研究为开发用于生物医学研究的更先进的多重成像技术提供了可能性。
→收样测试/讲座预约服务
为了更好的了解仪器性能，特别推出相干拉曼显微成像系统收样测试/仪器讲座预约服务。如有需求，可以联系预约登记,：17301741517(微信同号) 邮箱：market@bioflin.com。