2023年12月1日
広帯域振動和周波数発生(VSFG)画像と明視野第2高調波発生(SHG)イメージングモダリティを取得するために、マルチモーダルで高速ハイパースペクトルイメージングフレームワークが開発されました。赤外線周波数は分子振動と共鳴するため、対称性が許容されるサンプルの微視的構造およびメゾスコピックな形態学の知識が明らかになります。
生体組織などのメゾスコピック的に不均質な自己組織化試料を研究し、その化学組成や分子配列を明らかにすることを目指しています。私たちは、これらの自己材料の微視的な配置とメゾスコピックな形態が、それらの微視的な性質とどのように関連しているかを探求しています。高開口数と反射型顕微鏡対物レンズの進歩により、ソフトマテリアルの画像を記録すると同時にスペクトルを空間的に分解し、いわゆるハイパースペクトル画像を形成することができる、1平方ミクロン分解能の振動和周波数発生顕微鏡を実証しました。
ハイパースペクトルイメージングは、実験データを複数の次元で記録し、2つは空間で、1つは頻度で、場合によっては1つは時間で記録します。しかし、このようなビッグデータを迅速に収集、保存、分析し、情報を最大限に活用することは、依然として課題となっています。また、有用なデータポイントを収集するためだけに画像をサンプリングすることも困難です。
より高速なラインスキャン技術を開発することで、データ収集時間を100倍に短縮することができました。さらに、この顕微鏡は、和周波数発生(SFG)、第2高調波発生(SHG)、広視野イメージングに対応しています。マルチモダリティイメージングにより、光学イメージングとさまざまな画像モダリティの相関を使用してサンプルを迅速に検査できます。
SHGイメージングは、私たちの技術の光学技術を支援しますが、スペクトル分解能を持たないため、生物物理学で広く使用されています。当社のSFG顕微鏡は、軟部組織の生物物理学的研究に現在欠けている強力な分子レベルの洞察を提供できるようになります。
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本研究では、明視野および第二高調波発生(SHG)イメージング法に加え、広帯域振動和周波発生(VSFG)像を同時に取得できるように設計されたマルチモーダル・ハイパースペクトルイメージング・フレームワークを提示します。このフレームワークは、自己組織化した生物組織における微視的および中視的な構造の理解を深めることを目的としています。
ラインスキャンVSFG顕微鏡を用いたマルチモーダル非線形ハイパースペクトル化学イメージングにより、生物組織や自己組織化材料における化学的および構造的な不均一性の高解像度かつラベルフリーな可視化が可能になります。この機能は、メゾスコピックな形態と分子配列の解像における極めて重要なギャップを埋めるものであり、初期探索およびターゲット検証における予測の信頼性を向上させます。本アプローチは、従来のイメージング手法では得られない分子レベルの知見を提供することで、ポートフォリオの意思決定を強化します。
このイメージングプラットフォームは、初期の探索から前臨床研究までを統合し、仮説検証、ターゲットバリデーション、およびトランスレーショナル研究を橋渡しします。