FTIR光谱法用于生物组织切片成像

红外成像技术在生命科学领域的应用已经非常广泛，例如细胞生物学、代谢组学、空间多组学以及生物医学等。红外光谱技术可以通过光谱图定性判别不同的化学物质，红外成像技术的强大的空间分析能力在揭示生物标志物类别和变化方面有着很好的应用潜力。例如，肿瘤细胞与正常细胞之间具有谱带差异，可利用红外光谱来检测人体组织中生化分子的变化，从而进行疾病诊断。除此之外，还可用于调查功能异常的组织；发现与新疾病相关的生物标记；区分不同细胞成分等。

布鲁克具备尖端傅立叶红外成像（FT-IR）技术，从常规红外显微镜应用到超快成像和可定制的研究级显微镜，布鲁克光谱提供各类红外显微镜以满足用户的不同需求。

LUMOS II

LUMOS II是一款独立的傅立叶变换红外显微镜，集光源，分束器和检测器于一体，光路更简洁，具备高稳定性、高灵敏度、高自动化程度等特点。它采用FPA技术，结构紧凑、精确，具有超快的化学成像功能。凭借其快速成像性能和大视野，LUMOS II简化了组织分析的繁琐工作，可用来检查组织切片的蛋白质和脂肪分布等。

应用实例

（1）癌变鼠脑组织成像

（2）秸秆切片成像

通过显微红外成像对比基因改性前后的木质素和纤维素相对含量。

HYPERION II

HYPERION II是用于科研和开发的多功能傅立叶变换红外显微镜，首次实现在一台仪器中集FT-IR和量子级联激光器QCL技术于一体，提供低至衍射极限的红外成像。它具有灵活的附件，可搭配INVENIO/VERTEX系列红外光谱仪，扫描速度可达30000张光谱 / 秒；支持所有模式下的红外激光成像：透射、反射和 ATR；最小可实现 0.2μm 超高分辨率。

应用实例

（1）乳腺癌组织成像

图1. (i) 两个恶性核和一个非恶性核的H&E染色切片的图像；(ii) 用绿色(上皮)和紫色(基质)渲染的组织学假彩图像；(iii) 用绿色(非恶性)和红色(恶性)渲染的恶性肿瘤假色图像

图2.（左）利用红外光谱区分4种不同的组织学类别；（右）利用红外光谱区分恶性及非恶性间质

该文对207名不同患者使用乳腺癌大面积组织成像研究 ，通过在912和1800 cm−1之间获得连续光谱的QCL成像，可以准确地区分4种不同的组织学类别， 区分恶性和非恶性间质，光谱具有高灵敏度(93.56%)和特异性(85.64%) 。

（2）多发性硬化症组织成像

图3.（左）显微图像，病变与周围白质的光学对比很明显；（右）红外显微镜获得的人病变组织切片中α，β-不饱和酯基CO振动对应的空间分辨红外吸收图。黑色箭头表示周围组织中表达增加的区域。

红外光谱(IR)成像可以快速分析酯或酰胺等官能团，以查明脂质或肽的积聚，并经常应用于临床研究。上图右显示了1750至1735 cm−1区间的空间分辨吸收，这可以作为生物组织中发现的典型脂质的指标，包括甘油脂和甘油磷脂，如磷脂酰胆碱(PCs)。空间分辨红外分析显示病灶内脂质密度低(比较明场图像，图左)，周围组织上下(黑色箭头)表达增加。

在此应用中，使用了量子级联激光器(QCL)，其特点是比经典红外显微镜具有更快的采集速度，在分子水平上提供了快速和非破坏性的预筛选。

参考文献：

https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.7b00426

https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.125518

布鲁克是分子和材料研究以及工业和应用分析科学仪器的制造商，其高性能科技仪器以其高价值分析和诊断解决方案，让科学家能够在分子、细胞和微观层面上探索生命和材料的奥秘。2023年10月，基因有限公司正式成为Bruker光谱的中国签约代理商。负责相关光谱产品的技术咨询、销售及应用支持等工作。如果您感兴趣，欢迎添加工作人员的企业微信进行一对一沟通，也可以联系您身边的基因人。