Microscopia fotoacustică cu rezoluție-optică (OR-PAM) permite imagini in vivo la nivel-celular, fără etichete-prin aliniere confocală optică/acustică. Cu toate acestea, aplicațiile sale în imagini cu spectru mai profund, mai rapid și mai larg-au fost mult timp limitate de trei provocări majore: „surse de lumină scumpe, semnale slabe de lumină roșie-și eficiență scăzută de cuplare acusto-optică”.
Recent, Institutul de Inginerie și Tehnologie Biomedicală Suzhou (SIBET) al Academiei Chineze de Științe a introdus un microscop fotoacustic cu rezoluție optică multispectrală-multispectrală-de înaltă sensibilitate (MW-OR-PAM). Printr-un design tripartit care integrează „sursă de lumină – sondă – îmbunătățire a contrastului”, abordează în mod eficient aceste blocaje:
Dezvoltarea unei surse de lumină cu comutare cu mai multe-lungimi de undă-de mare viteză. Folosind împrăștierea Raman stimulată în fibra de menținere-polarizarea, un singur laser de 532 nm nanosecunde a fost extins pentru a obține o putere reglabilă de la 532 nm la 620 nm. Comutarea lungimii de undă pentru imagistica cu oxigen din sânge are loc în<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.
Dezvoltarea unei-sonde fotoacustice de înaltă sensibilitate. Un aspect coaxial care integrează o peliculă P(VDF-TrFE) cu o lentilă optică permite excitația optică co-coaxială și detectarea fotoacustică. Sonda fotoacustică realizează o deschidere numerică de 0,67, o lățime de bandă de 98,94% și o transmisie optică de până la 90%. În timp ce menține rezoluția ridicată, îmbunătățește semnificativ sensibilitatea și acoperirea spectrală, echilibrând contrastul și stabilitatea cantitativă.
Introducerea agentului de curățare a țesuturilor bio-compatibile- Tartrazină (Galben Nu. 5). Acest lucru permite curățarea reversibilă in vivo la lungimi de undă mai mari sau egale cu 600 nm, îmbunătățind în mod specific raportul semnal-la{-zgomot și adâncimea efectivă a imaginii-canalului de lumină roșie, abordând astfel „slăbiciunea” în cuantificarea multispectrală a oxigenului din sânge.
Prin experimente ample, echipa a demonstrat că MW-OR-PAM poate obține imagini vasculare in vivo cu rezoluție înaltă-, imagistica cu saturație de oxigen din sânge și imagistica creierului transcranian. În viitor, se așteaptă ca platforma MW-OR-PAM să ofere capacități de imagistică funcțională pe mai multe-scale mai profunde, mai rapide și mai precise în domenii precum știința creierului, micromediile tumorale, reperfuzia-ischemiei, metabolismul și evaluarea eficacității medicamentelor, promovând tranziția acesteia de la aplicații industriale și preclinice.
Rezultatele cercetării aferente au fost publicate în Photonics Research. Această lucrare a fost susținută de Programul național de cercetare și dezvoltare cheie din China, Fundația Națională de Științe Naturale din China și proiecte de la Academia Chineză de Științe.