In vivo Imaging di tessuti biologici con fluorescenza combinata a due fotoni e microscopia a dispersione Raman stimolata

Wanjie Wu; Xuesong Li; Jianan Y. Qu; Sicong He

doi:10.3791/63411

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Articolo metodologico

In vivo Imaging di tessuti biologici con fluorescenza combinata a due fotoni e microscopia a dispersione Raman stimolata

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DOI:

10.3791/63411

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20 dicembre 2021

Wanjie Wu¹ , Xuesong Li¹ , Jianan Y. Qu¹^,²^,³^,⁴ , Sicong He⁵

¹Department of Electronic and Computer Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, ²State Key Laboratory of Molecular Neuroscience, The Hong Kong University of Science and Technology, ³Center of Systems Biology and Human Health, The Hong Kong University of Science and Technology, ⁴Molecular Neuroscience Center, The Hong Kong University of Science and Technology, ⁵Department of Biology, School of Life Sciences, Southern University of Science and Technology

In questo articolo

Sommario

La microscopia A scattering Raman stimolato (SRS) consente l'imaging senza etichette di biomolecole in base alla loro vibrazione intrinseca di specifici legami chimici. In questo protocollo, viene descritta la configurazione strumentale di un microscopio integrato SRS e fluorescenza a due fotoni per visualizzare le strutture cellulari nel midollo spinale di topi vivi.

Abstract

La microscopia a diffusione Raman stimolata (SRS) consente l'imaging senza etichette dei tessuti biologici nel suo microambiente naturale basato sulla vibrazione molecolare intrinseca, fornendo così uno strumento perfetto per lo studio in vivo dei processi biologici a risoluzione subcellulare. Integrando l'imaging a fluorescenza eccitata a due fotoni (TPEF) nel microscopio SRS, l'imaging dual-modal in vivo dei tessuti può acquisire informazioni biochimiche e biofisiche critiche da più prospettive che aiutano a comprendere i processi dinamici coinvolti nel metabolismo cellulare, nella risposta immunitaria e nel rimodellamento dei tessuti, ecc. In questo protocollo video, viene introdotta la configurazione di un sistema di microscopio TPEF-SRS e il metodo di imaging in vivo del midollo spinale animale. Il midollo spinale, come parte del sistema nervoso centrale, svolge un ruolo fondamentale nella comunicazione tra il cervello e il sistema nervoso periferico. La guaina mielinica, abbondante nei fosfolipidi, circonda e isola l'assone per consentire la conduzione saltatoria dei potenziali d'azione. L'imaging in vivo delle guaine mieliniche nel midollo spinale è importante per studiare la progressione delle malattie neurodegenerative e delle lesioni del midollo spinale. Il protocollo descrive anche la preparazione animale e i metodi di imaging TPEF-SRS in vivo per acquisire immagini biologiche ad alta risoluzione.

Introduzione

La microscopia ^Raman1,2 sta emergendo come un potente metodo senza etichetta per l'immagine di tessuti biologici basati sulle frequenze caratteristiche di vari legami chimici nelle biomolecole. Grazie alla sua capacità di imaging non invasiva e ben adattativa, la microscopia Raman è stata ampiamente utilizzata per l'imaging di componenti arricchiti di lipidi nei tessuti biologici come la guaina mielinica3,4,5, gli adipociti6,7 e le goccioline lipidiche8,9,10<....