報告簡介：

紅外光譜學是一種重要的結(jié)構(gòu)表征技術，在物質(zhì)鑒定和表征領域發(fā)揮著重要作用。但是受制于紅外光波長的限制，其空間分辨率十分有限（20 -50 μm），且容易收到受到彈性光散射所產(chǎn)生的米氏散射效應(Mie scattering effects)的影響，這些問題限制了紅外光譜對于原位樣品的鑒定能力。

O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光學光熱紅外光譜是一種快速簡單的非接觸式光學技術，通過檢測由于本征紅外吸收引發(fā)的樣品表面快速的光熱膨脹或收縮，克服了傳統(tǒng)IR衍射的極限，空間分辨率可達500 nm。此外這種技術還降低了對樣品表面形態(tài)的要求，能夠做到原位對待測物質(zhì)的直接檢測，幫助科研人員更全面地原位了解亞微米尺度下樣品表面微小區(qū)域的物質(zhì)信息，獲得常規(guī)的FTIR，ATR以及AFM-IR技術所不能得到的檢測效果。

為了增加系統(tǒng)應用性，全新的O-PTIR技術結(jié)合熒光成像，實現(xiàn)紅外、拉曼與熒光信號的同步測量，這大大彌補了紅外無法對于結(jié)構(gòu)相近的生物大分子物質(zhì)進行區(qū)分的弱點，在以當代免疫學為基礎的生物學機制研究中發(fā)揮更重要的作用，在科研、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和臨床醫(yī)學等諸多領域都有著非常重要的應用：

醫(yī)學：O-PTIR技術具有診斷速度快和準確率高等優(yōu)點,可以提供關于分子變化的多種信息,因此已經(jīng)被廣泛應用于生物醫(yī)學領域，尤其是臨床腫瘤組織標記及臨床檢測新技術研發(fā)、臨床標本病理檢測、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)研究方面已經(jīng)非常成熟，配合熒光共定位能夠準確判斷目標蛋白是否已經(jīng)發(fā)生構(gòu)型改變。

生物學：O-PTIR技術在無需標記小分子、藥物、脂質(zhì)體、材料等物質(zhì)的情況下，即可觀察這些物質(zhì)與特定蛋白、DNA的相互作用和共定位，并且能夠在液體環(huán)境下直接探測，配合熒光系統(tǒng)能夠有效判明藥物作用的蛋白是否為靶向蛋白。是研究組織與材料、細胞與藥物相互作用關系、藥物在細胞內(nèi)分布、細胞吞噬轉(zhuǎn)運外源性物質(zhì)研究的理想成像手段。

藥學領域：O-PTIR技術分析速度快，可多種成分同時分析，制樣簡單，檢測直接，在制藥領域應用廣泛，從藥物的定性定量分析，到生產(chǎn)過程中各個階段的在線檢測，有著巨大的應用前景。同時，在原料藥的分析、藥物制劑的有效成分分析、藥物生產(chǎn)的品控檢測中都有著廣泛的應用。

環(huán)境科學：O-PTIR技術具有亞微米分辨、無需復雜的樣品制備過程，結(jié)合液體檢測模式和同步拉曼技術，可在固/液/氣環(huán)境下直觀判斷亞微米尺度下各類污染物或待檢測物質(zhì)的分布；值得一提的是，近年來越來越受到關注的微塑料檢測方面，O-PTIR技術憑借著其分辨率高、液體環(huán)境下直接檢測的優(yōu)勢，使得科學家能夠從微觀尺度揭示這類新型污染物對人體產(chǎn)生的影響。

本次線上講座將圍繞超高分辨活細胞紅外-拉曼-熒光同步測量技術的原理及應用進行簡介。

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報告時間：

2022年12月08日 14:00

主講人：

胡西   生物學博士

首都醫(yī)科大學 藥物分析學博士，加州大學洛杉磯分校（UCLA）博士后，研究期間主要從事干細胞誘導和神經(jīng)細胞分化及ALS相關病變研究。在Quantum Design中國公司生物科學團隊，擔任應用科學家，對單細胞顯微操作及生物光譜成像等領域具有非常豐富的經(jīng)驗。

【精選案例】

一、細胞內(nèi)的熒光+紅外共定位分析

利用熒光同時觀測細胞結(jié)構(gòu)和細胞中的脂滴分布，研究脂滴在細胞中的共定位分析，提供潛在活體無標記相互作用分析數(shù)據(jù)。

磷脂成像 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.熒光染色細胞核（藍色），蛋白（紅色）。

二、活體細胞的組分分布分析

磷脂成像，可觀測活細胞內(nèi)的脂滴的分布并且基本不會受到水的干擾，這是傳統(tǒng)紅外所難以達到的。 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.

三、固定細胞的組分分布分析

磷脂成像可觀測到細胞內(nèi)的脂滴分布情況。 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.

四、組織分析：

?  細胞分型

?  鈣化、疾病狀態(tài)區(qū)分

?  膠原蛋白取向

組織切片分析觀測

腫瘤組織鈣化分析1050cm^-1，傳統(tǒng)的FTIR只有大約12微米的空間分辨率，這往往比實際特征大得多，這也是以往觀察不到如此小的局部鈣化的原因。