生物学中的红外成像

传统上，生物组织的分析通常使用显微方法。低的视觉对比度通过染色来突出感兴趣的区域来补偿。可视化特定成分(蛋白质、碳水化合物、脂类)。

为了可视化疾病模式(如癌症、神经退行性变)，使用免疫组化(IHC)染色，其中使用抗体进行染色，抗体与组织样本中的抗原特异性结合。

这可能是有效的，但非常耗时，复杂，并有严重的缺点，如交叉反应，导致强背景染色和弱染色的目标抗原。

在红外成像中不需要染色剂．它利用红外光来研究分子振动，因此提供了关于样品化学成分的清晰答案

红外成像揭示生物结构的化学性质，识别蛋白质、脂类、多糖等。许多科学研究表明，这种方法可以区分癌细胞和正常细胞。此外，还可以区分不同结构形式的蛋白质(α-螺旋、β-薄片和随机线圈)和脂肪酸(不饱和程度)。

组织切片被放置在反射金属表面或特殊的红外透明窗口(CaF, KBr，…)，首先进行目视检查，然后进行实际的红外分析。在测量过程中，以选定的空间分辨率记录完整的红外光谱，例如每10µm。

红外组织成像有不同的方法:可以使用单元素探测器或焦平面阵列探测器等先进技术，这也可以实现超快高分辨率成像。

如上所述，生物组织样本往往很大，在可见图像中没有明显的区别特征。这使得识别相关领域变得相当困难。因此，在一次运行中分析整个组织切片是有用的。

在这些应用中，焦平面阵列探测器(FPA)具有决定性的优势。一般来说，它们的工作方式类似于数码相机，可以捕获32 x 32像素(或更多)的样本区域，其中每个像素包含一个完整的红外光谱。

我们的视频显示了通过fpa成像实时分析小鼠小肠组织切片(1.12 μ m × 1.12 μ m)。为此目的，样品在CaF窗口制备。在实时预览中，选择一个代表蛋白质的红外光谱波段，在分析过程中提供第一个化学图像。

在所有工业化国家中，乳腺癌是女性中最常见的癌症，发病率约为30.5%。必威东盟体育

这些彩色化学红外图像显示了乳腺癌组织中单个生物成分的分布。黑色表示最低值，红色和白色表示最高值。癌区(左)、胶原蛋白(中)和蛋白质(右)。

神经退行性疾病通常涉及到结构不同于天然蛋白的变性蛋白的形成。

这个例子展示了老鼠大脑的化学图像。左边是变性蛋白，右边是大鼠脑样品的WTA图像，显示:脂肪酸(红色)，天然蛋白(蓝色)，变性蛋白(绿色)。