在无损光学生物成像领域，以第二个生物窗口为基础的光学采集实现了细胞和分子的高精度可视化，Photon etc.公司的红外多光谱分析平台（IMA）利用半导体单壁碳纳米管（SWCNTs）作为荧光探针，研究SWCNTs在多重成像中的应用，实现了对17种不同手性的SWCNTs的精准成像和光谱分析，推动了光学生物成像的前沿。
在过去的几年里，无损光学生物成像这个领域，引起了科学界浓厚的兴趣和广泛的应用。这种成像方法允许细胞和分子的可视化，而无需活检或细胞培养。为了获得组织中复杂结构的深入图像，必须在第二个生物窗口中进行光学采集。该窗口的波长范围覆盖从800到1700 nm。在这个光谱窗口内，可减少吸收、限制组织散射和zui小的自发荧光，从而极大地促进生物成像。这些改进不仅提高了精度和深度，还提升了所获得数据的整体质量，开启了在生物结构复杂领域进行深度探索和发现的新时代。
由Photon etc.公司开发的创新红外多光谱分析平台（IMA），是在第二个生物窗口进行研究的理想工具。IMA平台由由一个灵敏度为 900 至 1620 nm 的高光谱滤光片、科学显微镜、激光照明模块和一个InGaAs（ZephIR或Alizé）相机集成而来，可以在提供不同视场范围内的光谱和空间分辨发光图，zui大可达几百平方微米。
为了实现无损光学生物成像的效果，关键在于对荧光探针的应用，而半导体单壁碳纳米管（SWCNTs）似乎是一个很好的候选材料。它在广泛的色度变化中表现出优异的光稳定性、穿透生物介质和窄发射带宽。在Daniel A. Heller教授等人[1]领dao的开创性研究中，利用SWCNTs对活细胞和组织内进行了表征。这项研究证明了SWCNTs在多重成像应用中的非凡潜力。
SWCNTs的荧光发射峰与它们独特的手性指数（n，m）密切相关。为了充分发挥SWCNTs的全部潜力，用于研究单壁碳纳米管的分析工具需要提供准确的光谱和空间信息，实现对不同手性的准确识别和定位。Photon etc.公司的高光谱显微镜（IMA）为这一科学探究提供了不可或缺的帮助。项目取得了重要的研究成果，不仅实现了SWCNTs对17种不同手性的成像，并且对它们的发光光谱进行了细致的识别和分析。图1显示了17种手性碳纳米管（a-b）的光学图像，它们各自的发光光谱由IMA（图2）识别。这项研究不仅推动了光学生物成像的前沿，还以前所未有的精度和深度解锁了对细胞和分子结构微妙细节的新视角。
图1、悬浮于脱氧胆酸钠的碳纳米管（Rice HiPco制剂）的高光谱显微镜。（a）近红外宽带（900-1500 nm）荧光图像。（b）与（a）所示区域的假彩色图像，由纳米管手性着色。
图2、在500 nm发射窗口中检测到的17种物质中每一种的单个纳米管的代表性光谱[1]。
相关文献：
[1] Roxbury, D., Jena, P. V., Williams, R. M., Enyedi, B., Niethammer, P., Marcet, S., Verhaegen, M., Blais-Ouellette, S., & Heller, D. A. (2015). Hyperspectral Microscopy of Near-infrared fluorescence Enables 17-Chirality Carbon Nanotube Imaging. Scientific Reports, 5(1).
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