생체 내 결합 된 이광자 형광 및 자극 된 라만 산란 현미경을 사용한 생물학적 조직 이미징

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

doi:10.3791/63411

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방법 논문

생체 내 결합 된 이광자 형광 및 자극 된 라만 산란 현미경을 사용한 생물학적 조직 이미징

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DOI:

10.3791/63411

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2021년 12월 20일

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

이 논문에서

요약

자극된 라만 산란(SRS) 현미경은 특정 화학 결합의 고유 진동을 기반으로 생체 분자의 라벨 없는 이미징을 가능하게 합니다. 이 프로토콜에서, 통합 SRS 및 이광자 형광 현미경의 도구 셋업은 살아있는 마우스의 척수에서 세포 구조를 시각화하기 위해 기술된다.

초록

자극된 라만 산란(SRS) 현미경 검사는 내재적 분자 진동을 기반으로 자연 미세환경에서 생물학적 조직을 라벨 없이 이미징할 수 있게 해줌으로써 세포 내 분해능에서 생물학적 과정에 대한 생체 내 연구를 위한 완벽한 도구를 제공합니다. 이광자 여기형광(TPEF) 이미징을 SRS 현미경에 통합함으로써 조직의 이중 모달 생체 내 이미징은 세포 대사, 면역 반응 및 조직 리모델링 등과 관련된 동적 과정을 이해하는 데 도움이 되는 다양한 관점에서 중요한 생화학 및 생물 물리학 정보를 획득할 수 있습니다. 이 비디오 프로토콜에서는 TPEF-SRS 현미경 시스템의 설정뿐만 아니라 동물 척수의 생체 내 이미징 방법이 도입됩니다. 척수는 중추 신경계의 일부로서 뇌와 말초 신경계 간의 의사 소통에 중요한 역할을합니다. 인지질이 풍부한 Myelin sheath는 축삭을 둘러싸고 절연하여 작용 잠재력의 염분 전도를 허용합니다. 척수에서 미엘린 외피의 생체 내 영상은 신경 퇴행성 질환 및 척수 손상의 진행을 연구하는 데 중요합니다. 이 프로토콜은 또한 고해상도 생물학적 이미지를 획득하기 위한 동물 준비 및 생체내 TPEF-SRS 이미징 방법을 기술한다.

서론

라만 현미경^1,2는 생체 분자의 다양한 화학 결합의 특징적인 주파수를 기반으로 생물학적 조직을 이미지화하는 강력한 라벨 프리 방법으로 부상하고 있습니다. 비침습적이고 잘 적응하는 이미징 기능으로 인해 라만 현미경은 미엘린 외피^3,4,5, 지방세포^6,7 및 지질 방울^8,9,10과 같은 생물학적 조직에서 지질 풍부 성분을 ^{이미징하는 데} 널리 사용되었습니다. . 자극된 라만 이득(SRG) 또는 자극된 라만 손실(SRL)로서 획득된 자극된 라만 산란(SRS) 신호는 배경이 없으며, 자발적인 라만 산란과 완벽한 스펙트럼 유사성을 나타낸다^11,12. 또한, S....