Optinen-resoluutioinen fotoakustinen mikroskopia (OR-PAM) mahdollistaa solun-tason, leimattoman-in vivo -kuvauksen optisen/akustisen konfokaalisen kohdistuksen avulla. Sen sovelluksia syvemmässä, nopeammassa ja laajemmassa{5}}spektrisessä kuvantamisessa ovat kuitenkin pitkään rajoittaneet kolme suurta haastetta: "kalliit valonlähteet, heikot punaiset-valosignaalit ja alhainen akustinen-optinen kytkentätehokkuus."
Äskettäin Kiinan tiedeakatemian Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology (SIBET) esitteli korkean{0}}herkkyyden monispektrisen optisen-resoluution fotoakustisen mikroskoopin (MW-OR-PAM). Kolmiosaisen suunnittelun ansiosta, jossa on integroitu "valolähde - anturi - kontrastin tehostaminen", se ratkaisee tehokkaasti nämä pullonkaulat:
Moni{0}}aallonpituisen-nopean vaihtovalonlähteen kehittäminen. Käyttämällä stimuloitua Raman-sirontaa polarisaatiota- ylläpitävässä kuidussa, yksi 532 nm:n nanosekunnin laser laajennettiin viritettävän tehon saavuttamiseksi 532 nm:stä 620 nm:iin. Aallonpituuden vaihto veren happikuvausta varten tapahtuu<1 µs, with a maximum repetition rate reaching MHz, meeting the demands of high-speed in vivo imaging. Replacing multiple specialized multi-band lasers with a common green pump laser significantly reduces costs.
Korkean{0}}herkän fotoakustisen anturin kehittäminen. Koaksiaalinen asettelu, jossa P(VDF-TrFE)-kalvo integroituu optiseen linssiin, mahdollistaa ko-aksiaalisen optisen virityksen ja fotoakustisen havaitsemisen. Fotoakustinen anturi saavuttaa numeerisen aukon 0,67, kaistanleveyden 98,94 % ja optisen läpäisykyvyn jopa 90 %. Samalla kun se säilyttää korkean resoluution, se parantaa merkittävästi herkkyyttä ja spektrin peittoa tasapainottaen kontrastia ja kvantitatiivista vakautta.
Bio{0}}yhteensopivan kudos-puhdistusaineen tartratsiini (keltainen nro. 5) esittely. Tämä mahdollistaa palautuvan in vivo -puhdistuksen aallonpituuksilla, jotka ovat suurempia tai yhtä suuria kuin 600 nm, mikä parantaa erityisesti signaalin -/-kohinasuhdetta ja punaisen-valokanavan tehokasta kuvaussyvyyttä, mikä korjaa veren hapen monispektrisen kvantifioinnin "heikkoutta".
Laajoilla kokeilla tiimi osoitti, että MW{0}}OR-PAM voi saavuttaa korkean-resoluution in vivo verisuonikuvauksen, veren happisaturaatiokuvauksen ja transkraniaalisen aivojen kuvantamisen. Tulevaisuudessa MW-OR-PAM-alustan odotetaan tarjoavan syvempiä, nopeampia ja tarkempia moni-mittakaavan toiminnallisia kuvantamisominaisuuksia sellaisilla aloilla kuin aivotiede, kasvainten mikroympäristöt, iskemia-reperfuusio, aineenvaihdunta ja lääkkeiden tehokkuuden arviointi, mikä edistää sen siirtymistä laboratorio- ja teollisuussovelluksista prekliinisiin sovelluksiin.
Asiaan liittyvät tutkimustulokset julkaistiin Photonics Researchissa. Tätä työtä tukivat Kiinan kansallinen tutkimus- ja kehitysohjelma, Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö ja Kiinan tiedeakatemian hankkeet.