Optiskā-izšķirtspējas fotoakustiskā mikroskopija (OR-PAM) nodrošina šūnu-līmeņa, etiķetes-bezmaksas in vivo attēlveidošanu, izmantojot optisko/akustisko konfokālo izlīdzināšanu. Tomēr tās pielietojumu dziļāka, ātrāka un plašāka spektra{5}}attēlveidošanā jau sen ierobežo trīs galvenie izaicinājumi: "dārgi gaismas avoti, vāji sarkanie gaismas signāli un zema akustiskā-optiskā savienojuma efektivitāte."
Nesen Ķīnas Zinātņu akadēmijas Sudžou Biomedicīnas inženierijas un tehnoloģiju institūts (SIBET) ieviesa augstas -jutības multispektrālo optisko-izšķirtspējas fotoakustisko mikroskopu (MW-OR-PAM). Pateicoties trīspusējai konstrukcijai, kurā integrēts "gaismas avots – zonde – kontrasta uzlabošana", tas efektīvi novērš šādas vājās vietas:
Daudzu{0}}viļņu garuma-ātruma pārslēgšanas gaismas avota izstrāde. Izmantojot stimulēto Ramana izkliedi polarizāciju -saglabājošā šķiedrā, viens 532 nm nanosekundes lāzers tika paplašināts, lai panāktu regulējamu izvadi no 532 nm līdz 620 nm. Viļņa garuma maiņa asins skābekļa attēlveidošanai notiek<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.
Augstas{0}}jutības fotoakustiskās zondes izstrāde. Koaksiālais izkārtojums, kurā integrēta P(VDF-TrFE) plēve ar optisko lēcu, nodrošina koaksiālo optisko ierosmi un fotoakustisko noteikšanu. Fotoakustiskā zonde sasniedz skaitlisko apertūru 0,67, joslas platumu 98,94% un optisko caurlaidību līdz 90%. Saglabājot augstu izšķirtspēju, tas ievērojami uzlabo jutību un spektrālo pārklājumu, līdzsvarojot kontrastu un kvantitatīvo stabilitāti.
Bio{0}}saderīga audu-attīrošā līdzekļa tartrazīna (dzeltenā Nr. 5) ieviešana. Tas nodrošina atgriezenisku in vivo attīrīšanu pie viļņu garumiem, kas ir lielāki vai vienādi ar 600 nm, īpaši uzlabojot signāla -pret-trokšņu attiecību un sarkanās-gaismas kanāla efektīvu attēlveidošanas dziļumu, tādējādi novēršot "vājumu" daudzspektrālajā asins skābekļa kvantitatīvā noteikšanā.
Veicot plašus eksperimentus, komanda pierādīja, ka MW-OR-PAM var sasniegt augstu-izšķirtspējas in vivo asinsvadu attēlveidošanu, asins skābekļa piesātinājuma attēlveidošanu un transkraniālo smadzeņu attēlveidošanu. Paredzams, ka nākotnē MW-OR-PAM platforma nodrošinās dziļākas, ātrākas un precīzākas daudzpusīgas-mēroga funkcionālās attēlveidošanas iespējas tādās jomās kā smadzeņu zinātne, audzēju mikrovide, išēmijas-reperfūzija, vielmaiņa un zāļu efektivitātes novērtējums, veicinot tās pāreju no laboratorijas un rūpnieciskiem lietojumiem uz preklīniskiem.
Saistītie pētījumu rezultāti tika publicēti Photonics Research. Šo darbu atbalstīja Ķīnas Nacionālā galvenā pētniecības un attīstības programma, Ķīnas Nacionālais dabaszinātņu fonds un Ķīnas Zinātņu akadēmijas projekti.