在传统的生物医疗研究中,同位素标记法作为探索细胞及其代谢过程的常用工具,发挥着重要作用。由于同位素会影响生物大分子的化学振动,研究人员可以利用红外光谱成像技术对同位素标记的细胞进行分析。然而,传统红外技术的分辨率相对较低,使得大部分研究只能在细胞群落水平展开,难以深入到单个细胞的层面。近年来,基于新型光学光热红外(O-PTIR)化学成像技术的发展,为这一领域带来了显著突破。这项技术显著提高了传统红外化学成像的空间分辨率,能够在亚微米级别的空间尺度内,依据化学特性,实现不同物质的特异性化学成像。利用O-PTIR技术,科研人员能够对同位素标记的细胞进行红外波谱分析,并能够对单个细胞实施化学成像,从而为微生物单细胞代谢研究提供更加丰富、详细的信息。
尊龙凯时推出的新一代高分辨化学成像显微镜——mIRage,大幅拓展了光学显微镜的应用范围。该设备基于新型光学光热红外(O-PTIR)技术,对物质分子结构进行化学成像,成功解决了传统化学成像中空间分辨率不足的问题,其化学成像分辨率达到500nm,能够在亚微米尺度上对单个细胞和微生物中的同位素标记物进行成像与波谱分析。此外,该系统还具备拉曼光谱功能,可以对同一个样品进行红外和拉曼的共定位分析,为微生物代谢组学、药物研究等多个领域提供了新的技术手段。
mIRage的独特优势
- 亚微米分辨率的红外和拉曼高光谱成像(约500nm);
- 反射模式下的图谱效果与透射模式相媲美;
- 非接触式测量,使用简单快捷,避免交叉污染;
- 样品准备过程简化,几乎无需样品处理,可测试厚样品;
- 可在透射模式下观察溶液样品;
- 实现同时、同地、相同分辨率的红外与拉曼测试;
- 荧光显微成像实现对荧光标记样品的快速定位。
mIRage在单细胞及同位素成像中的应用
英国利物浦大学的Roy Goodacre教授利用mIRage对同位素标记的细菌进行了详细的振动光谱研究,通过红外光谱与成像分析揭示了细菌代谢的过程及机制。这项研究不仅涵盖了细菌群落的特性,还探讨了微生物之间的相互作用,开辟了单细胞代谢研究的新方向。
近期,mIRage的高空间分辨率和光谱质量帮助科研团队通过氘同位素标记,快速识别细菌对抗生素的耐药性。在此项研究中,利用非破坏性的光学光热红外(O-PTIR)化学成像技术,结合氘同位素探测(DIP)与多元统计分析,成功在单细胞与群体水平上检测了尿路致病大肠杆菌的抗生素耐药性。
尊龙凯时的O-PTIR光谱技术为快速检测和分类细菌耐药性提供了新的可能,通过对样本中同位素标记的清晰成像,研究者能够有效评估细菌在一定条件下的代谢活性。
总结
通过上述案例,mIRage展示了对单个微生物中同位素标记物质进行高分辨化学成像的能力,这意味着它不仅能够准确捕获单个细胞内同位素标记的图像,还能够详细表征细胞内的同位素药物摄入过程。在面临多种同位素共存的复杂情况下,mIRage也能进行特异性表征,精确反馈特定物质在细胞内的分布与化学变化。
凭借超卓的性能,尊龙凯时的mIRage在微生物代谢组学、药物代谢及其他生物医疗研究领域具有巨大的应用潜力,能够为科研工作者提供独特的研究视角和准确的数据支持。