2023년 12월 1일
명시야, 2차 고조파 생성(SHG) 이미징 방식과 함께 광대역 진동 합-주파수 생성(VSFG) 이미지를 얻기 위해 다중 모드의 빠른 초분광 이미징 프레임워크가 개발되었습니다. 적외선 주파수가 분자 진동과 공명하기 때문에 대칭 허용 샘플에 대한 미세한 구조 및 중경 형태 지식이 드러납니다.
우리는 생물학적 조직과 같은 메조스코프적으로 이질적인 자가 조립 샘플을 연구하여 화학적 조성과 분자 배열을 밝히는 것을 목표로 합니다. 우리는 이러한 자체 물질의 미세한 배열과 메조스코프 형태가 미세한 특성과 어떻게 관련되어 있는지 탐구하고 있습니다. 높은 개구수 및 반사 기반 현미경 대물렌즈의 발전으로 당사와 다른 사람들은 1제곱 미크론 분해능의 진동 합-주파수 생성 현미경을 시연했으며, 이 현미경은 부드러운 물질의 이미지를 동시에 기록하고 스펙트럼을 공간적으로 분해하여 소위 초분광 이미지를 형성할 수 있습니다.
초분광 이미징은 실험 데이터를 여러 차원으로 기록하는데, 공간에 2개, 주파수에 1개, 시간에 1개가 기록될 수 있습니다. 그러나 이러한 빅 데이터를 빠르게 수집, 저장 및 분석하여 정보를 극대화하는 것은 여전히 어려운 과제입니다. 유용한 데이터 포인트를 수집하기 위해서만 이미지를 샘플링하는 것도 어렵습니다.
더 빠른 라인 스캐닝 기술을 개발함으로써 데이터 수집 시간을 100배 단축할 수 있었습니다. 또한 이 현미경은 합 주파수 생성 또는 SFG, 2차 고조파 생성 또는 SHG 및 광시야 이미징과 호환됩니다. 멀티모달리티(Multimodality) 이미징을 사용하면 광학 이미징을 사용하여 샘플을 빠르게 검사하고 다양한 이미지 모달리티를 상호 연관시킬 수 있습니다.
SHG 이미징은 우리 기술의 광학 기술을 지원하지만 스펙트럼 분해능이 없으면 생물 물리학에 널리 사용됩니다. 당사의 SFG 현미경은 이제 연조직의 생물물리학 연구에서 현재 누락된 강력한 분자 수준의 통찰력을 제공할 수 있습니다.
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본 연구는 명시야(brightfield) 및 제2고조파 생성(SHG) 이미징 모달리티와 더불어 광대역 진동 합주파수 생성(VSFG) 이미지를 획득하도록 설계된 다중 모달 하이퍼스펙트럴 이미징 프레임워크를 제시합니다. 이 프레임워크는 자가 조립된 생물학적 조직의 미시적 및 중간 규모 구조에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 합니다.
라인 스캐닝 VSFG 현미경을 이용한 다중 모드 비선형 초분광 화학 이미징은 생체 조직 및 자기 조립 재료의 화학적, 구조적 불균일성을 고해상도 무표지 방식으로 시각화할 수 있게 합니다. 이러한 기능은 메조스코픽 형태 및 분자 배열을 분석하는 데 있어 결정적인 공백을 메워주며, 초기 발견 및 타겟 검증의 예측 신뢰도를 높여줍니다. 이 접근 방식은 기존의 이미징 모드로는 접근할 수 없었던 분자 수준의 통찰력을 제공함으로써 포트폴리오 의사결정 과정을 개선합니다.
이 이미징 플랫폼은 초기 발견부터 전임상 연구까지 통합하여 가설 검증, 타겟 확인 및 중개 연구를 연결합니다.