التصوير الجزيئي الحيوي للامتصاص الخلوي للجسيمات النانوية باستخدام المجهر البصري غير الخطي متعدد الوسائط

يقدم بروتوكولنا فحصا مجهريا ضوئيا متعدد الوسائط وغير خطي ويطبقه لإجراء تصوير كيميائي محدد لجسيمات الذهب النانوية في الخلايا السرطانية. الميزة الرئيسية لنظام التصوير لدينا هي أنه يمكن استخدامه لمراجعة التباين الجزيئي الحيوي للهياكل الخلوية وجسيمات الذهب النانوية بطريقة متعددة الوسائط. للبدء ، قم بتشغيل مقابس جميع المعدات ، باستثناء صندوق التحكم عن بعد.

بعد ذلك ، قم بتشغيل الجزء الخلفي من الصندوق واضغط على بدء التشغيل بعد أن يتحول الضوء البعيد إلى اللون الأزرق في صندوق التحكم. بعد ذلك ، قم بتشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بمجهر المسح الضوئي بالليزر وقم بتشغيل برنامج المجهر متحد البؤر. بعد ذلك ، تحقق من مسار ضوء المجهر باستخدام برنامج الكمبيوتر وتحكم في التركيز من خلال شاشة اللمس أو مقابض التحكم عن بعد أو برنامج الكمبيوتر.

حدد إعدادات الصورة المطلوبة في البرنامج ، بما في ذلك Zoom ، وحجم الصورة بالبكسل ، ووقت بقاء البكسل ، مع التأكد من أن وقت بقاء البكسل أكبر من وقت التكامل. ضع قطرة من الماء المقطر فوق هدف الغمر في الماء الذي يركز أشعة الليزر في العينة وبين المكثف والعينة للتصوير. بعد ذلك ، اضبط ارتفاع المكثف على ما يقرب من ملليمتر واحد فوق العينة لجمع أكبر قدر ممكن من الضوء وحرك كاشف SRS الموضوعة على حامل متحرك خارج مسار الحزمة للتركيز على العينة باستخدام الضوء الأبيض.

باستخدام إعدادات البرنامج ، حدد شعاع المضخة وقم بتغيير الطول الموجي لليزر إلى 802 نانومتر لاهتزازات CH و 898 نانومتر لذروة الأميد I ، وهو ما يمثل التغييرات الكبيرة في إزاحة رامان. لتحقيق تعديلات صغيرة في إزاحة رامان ، امسح مرحلة التأخير في وحدة SFTRU كما هو موضح في المخطوطة. بالنسبة لمجموعة البيانات الطيفية ، حدد علامة التبويب Trigger ، وانقر فوق Start by ttl trigger on ، ثم حدد تشغيل كل إطار.

بعد ذلك ، في علامة التبويب السلسلة ، قم بتعيين السلسلة الزمنية وإيقاف تشغيل السلسلة Z. علاوة على ذلك ، قم بتعيين عدد الإطارات في السلسلة الزمنية لمطابقة عدد الخطوات في برنامج أجهزة الصراف الآلي. بعد ذلك ، انتقل إلى علامة التبويب Run في برنامج ATM وقم بتعيين مواضع مرحلة التأخير ل CH عند 90.25 و 92.25 ، بينما بالنسبة لمنطقة amide I عند 89 و 91 بالمليمترات ، المقابلة لموضع البدء والإيقاف للمسح الطيفي الفائق ، مع التأكد من أن عدد الخطوات يطابق عدد الإطارات في برنامج الكمبيوتر.

بعد التحقق من الإعدادات الصحيحة ، ابدأ المكدس الطيفي في برنامج الكمبيوتر بالانتقال أولا إلى اكتساب ثم النقر فوق بدء المسح. ثم ، في برنامج ATM ، انقر فوق ابدأ ، الذي يبدأ في جمع سلسلة من الصور مع زيادات تدريجية في موضع مرحلة التأخير بين مواضع البدء والإيقاف المحددة. بعد ذلك ، التقط سلسلة زمنية من الصور في مواضع مختلفة لمرحلة التأخير لإنشاء مسح فائق الطيف.

باستخدام الوحدة التناظرية ، أرسل واستقبل إشارات ttl من وإلى نظام SFTRU لمزامنة الحصول على الصورة وحركة مرحلة التأخير. للتبديل بين التصوير في منطقة اهتزاز CH إلى منطقة اهتزاز amide I ، قم بتغيير الطول الموجي للمضخة في برنامج الليزر من 802 نانومتر إلى 898 نانومتر. علاوة على ذلك ، قم بتغيير إعداد تشتت Stokes في برنامج ATM من 30 ملم إلى 5 ملم.

اضبط المقبض السفلي على حامل المرآة لإجراء تعديل صغير على المرآة في مسار تشتت شعاع المضخة داخل صندوق SFTRU عن طريق تغيير زاوية المرآة بمقدار متزايد. للتحقق من صحة الانتقائية الكيميائية للكرات المجهرية للبوليسترين ، تم تسجيل تشتت رامان المحفز الطيفي وأطياف رامان العفوية. كانت الأطياف متطابقة باستثناء الاختلاف الذي لوحظ في الكثافة النسبية.

تم إجراء تصوير تشتت رامان المحفز للخلايا السرطانية 4T1 بأرقام موجية 2،852 ، 2،930 و 2،968 ، بما يتوافق مع النطاق الاهتزازي الممتد للكربون والهيدروجين للجزيئات الحيوية للدهون والبروتين والحمض النووي. تم إجراء تصوير متعدد الوسائط للخلايا السرطانية 4T1 المغطاة بجزيئات الذهب النانوية للتحقيق في توزيعات الجسيمات النانوية في الخلايا السرطانية. تم الحصول على صور تشتت رامان المحفزة المكتسبة لقناة CH2 و CH3 ، ومجسات الفلورسنت LysoTracker ، وقناة تشتت رامان المحفزة خارج الرنين.

أهم شيء يجب تذكره هو تغيير المنطقة الاهتزازية ، مرجع المضخة ، في برنامج الليزر وكذلك إعداد تشتت Stokes أثناء البروتوكول. يمكن تحويل هذا النظام بسهولة من منطقة الفيمتو ثانية إلى منطقة بيكو ثانية دون التأثير على المحاذاة البصرية. تسمح لنا هذه القدرة بإجراء تشتت رامان متماسك متعدد الفوتونات والتحليل الطيفي لمسبار المضخة وتطبيقاتها.

توفر منصة التصوير متعددة الوسائط هذه رؤى جديدة في الطب النانوي وتمهد الطريق للتصوير الجزيئي للخلايا والأنسجة والجسيمات النانوية الذهبية.