Фотоакустичната микроскопия с-оптична разделителна способност (ИЛИ-PAM) дава възможност за in vivo изображения без етикети-на клетъчно-ниво чрез оптично/акустично конфокално подравняване. Въпреки това, неговите приложения в по-дълбоки, по-бързи и по-широкоспектърни изображения отдавна са ограничени от три основни предизвикателства: „скъпи светлинни източници, слаби червени-светлинни сигнали и ниска акусто-ефективност на оптично свързване.“
Наскоро Институтът по биомедицинско инженерство и технологии в Суджоу (SIBET) на Китайската академия на науките представи фотоакустичен микроскоп с висока-чувствителност с оптична-резолюция (MW-OR-PAM). Чрез тристранен дизайн, интегриращ „източник на светлина – сонда – подобряване на контраста“, той ефективно се справя с тези тесни места:
Разработване на много{0}}дължина на вълната с висока-скорост на превключване на светлинен източник. Използвайки стимулирано раманово разсейване във влакно, поддържащо поляризацията, единичен 532 nm наносекунден лазер беше разширен, за да се постигне регулируем изход от 532 nm до 620 nm. Превключването на дължината на вълната за изобразяване на кислород в кръвта става в<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.
Разработване на високо{0}}чувствителна фотоакустична сонда. Коаксиално оформление, интегриращо P(VDF-TrFE) филм с оптична леща, позволява ко-аксиално оптично възбуждане и фотоакустично откриване. Фотоакустичната сонда постига числова апертура от 0,67, честотна лента от 98,94% и оптична пропускливост до 90%. Като поддържа висока разделителна способност, той значително подобрява чувствителността и спектралното покритие, като балансира контраста и количествената стабилност.
Въвеждане на био-съвместим-пречистващ агент за тъкани тартразин (жълт номер. 5). Това позволява обратимо in vivo изчистване при дължини на вълните, по-големи или равни на 600 nm, като по-конкретно подобрява съотношението сигнал-към-шум и ефективната дълбочина на изображението на червения-светлинен канал, като по този начин се справя със „слабостта“ в мултиспектралното количествено определяне на кислорода в кръвта.
Чрез обширни експерименти екипът демонстрира, че MW-OR-PAM може да постигне висока-резолюция in vivo васкуларни изображения, изображения на насищане на кръвта с кислород и транскраниални изображения на мозъка. В бъдеще платформата MW-OR-PAM се очаква да предостави по-дълбоки, по-бързи и по-точни много{6}}възможности за функционално изобразяване в области като наука за мозъка, туморна микросреда, исхемия-реперфузия, метаболизъм и оценка на ефикасността на лекарствата, насърчавайки нейния преход от лабораторни към предклинични и индустриални приложения.
Свързаните резултати от изследването бяха публикувани в Photonics Research. Тази работа беше подкрепена от Националната ключова научноизследователска и развойна програма на Китай, Националната природонаучна фондация на Китай и проекти от Китайската академия на науките.