來(lái)源：宇宙與科學(xué)

研究人員開(kāi)發(fā)了一種拉曼顯微鏡，它可以比傳統(tǒng)的拉曼顯微鏡更快地獲取信息，而且分辨率更高。拉曼顯微鏡是對(duì)細(xì)胞和組織進(jìn)行復(fù)雜化學(xué)分析的強(qiáng)有力的非侵入性工具，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展有助于擴(kuò)大其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的用途。來(lái)自日本的科學(xué)家表示：“我們的高通量拉曼光譜成像可以在沒(méi)有任何樣本預(yù)處理的情況下快速成像和分析大面積區(qū)域，這將有助于醫(yī)學(xué)診斷和用于篩選新藥的測(cè)試。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的無(wú)標(biāo)記、高通量多重化學(xué)成像和分析也可用于實(shí)現(xiàn)新的應(yīng)用或克服當(dāng)前方法的局限性?！?/span>  

科學(xué)家們?cè)谡撐闹忻枋隽怂麄冃碌亩嗑€(xiàn)照明共焦拉曼顯微鏡方法，儀器通過(guò)并行檢測(cè)樣本的不同區(qū)域來(lái)工作，從而實(shí)現(xiàn)快速拉曼高光譜成像。該技術(shù)可以在大約11分鐘內(nèi)獲取1380 x 800像素的高光譜生物組織圖像，如果是傳統(tǒng)的拉曼顯微鏡需要幾天的時(shí)間才能獲得。

“我們希望高通量拉曼成像*終能夠更有效、更準(zhǔn)確地進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)以前不可能的診斷。拉曼成像的無(wú)標(biāo)記分子分析也將有助于有效檢測(cè)細(xì)胞的藥物反應(yīng)，有助于藥物開(kāi)發(fā)?！笨茖W(xué)家們解釋說(shuō)。拉曼光譜通過(guò)使用光激發(fā)分子振動(dòng)，對(duì)樣品的化學(xué)組成提供了重要的數(shù)據(jù)。由此產(chǎn)生的分子振動(dòng)產(chǎn)生了一種化學(xué)指紋，可以用來(lái)識(shí)別樣品的成分。拉曼顯微鏡通過(guò)獲得非常高分辨率的光譜圖像，這對(duì)細(xì)胞和組織的成像非常有用。然而，由于光譜分辨率和成像速度之間的權(quán)衡，拉曼顯微鏡在臨床上尚未實(shí)用。

新的多線(xiàn)照明方法建立在研究團(tuán)隊(duì)先前開(kāi)發(fā)的一種稱(chēng)為線(xiàn)照明拉曼顯微鏡的技術(shù)之上。這種方法比傳統(tǒng)的共焦拉曼顯微鏡更快，能夠?qū)罴?xì)胞進(jìn)行動(dòng)態(tài)成像，但對(duì)于醫(yī)療診斷和組織分析通常需要的大面積成像來(lái)說(shuō)，仍然太慢。

“為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了多線(xiàn)照明拉曼顯微鏡，它獲取大面積圖像的速度大約是線(xiàn)照明拉曼顯微的20倍。使用我們的新技術(shù)，可以根據(jù)應(yīng)用調(diào)整光譜像素?cái)?shù)或分辨率以及成像速度。未來(lái)，隨著相機(jī)不斷開(kāi)發(fā)出更多像素，會(huì)有更快的成像速度。”該團(tuán)隊(duì)的新型多線(xiàn)照明拉曼顯微鏡用多個(gè)線(xiàn)形激光束同時(shí)照射樣本中的約20000個(gè)點(diǎn)。然后在包含樣品中拉曼光譜的空間信息的單次曝光中記錄從照射位置產(chǎn)生的拉曼散射光譜，掃描樣品上的激光束可以重建二維高光譜拉曼圖像。

為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，研究人員使用柱面透鏡陣列（由周期性排列的多個(gè)柱面透鏡組成的光學(xué)元件），從單個(gè)激光束中產(chǎn)生多個(gè)線(xiàn)形激光束。他們將其與能夠同時(shí)采集20000個(gè)光譜的分光光度計(jì)相結(jié)合。濾光器對(duì)于避免分光光度計(jì)檢測(cè)器處光譜之間的串?dāng)_也很重要。

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