A microscopia fotoacústica de resolução-óptica (OR-PAM) permite imagens in vivo em nível celular-sem rótulos-por meio de alinhamento confocal óptico/acústico. No entanto, suas aplicações em imagens de espectro-mais profundo, mais rápido e mais amplo têm sido limitadas por três grandes desafios: "fontes de luz caras, sinais de luz vermelha-fracos e baixa eficiência de acoplamento acústico-óptico".
Recentemente, o Instituto de Engenharia e Tecnologia Biomédica de Suzhou (SIBET) da Academia Chinesa de Ciências introduziu um microscópio fotoacústico de alta-sensibilidade e resolução óptica multiespectral-(MW-OU-PAM). Através de um design tripartido que integra "fonte de luz – sonda – aprimoramento de contraste", ele aborda efetivamente estes gargalos:
Desenvolvimento de uma fonte de luz chaveada com vários-comprimentos de onda e{1}}alta velocidade. Utilizando espalhamento Raman estimulado em fibra que mantém a polarização, um único laser de nanossegundos de 532 nm foi expandido para obter saída ajustável de 532 nm a 620 nm. A mudança de comprimento de onda para imagens de oxigênio no sangue ocorre em<1 µs, with a maximum repetition rate reaching MHz, meeting the demands of high-speed in vivo imaging. Replacing multiple specialized multi-band lasers with a common green pump laser significantly reduces costs.
Desenvolvimento de uma sonda fotoacústica de alta-sensibilidade. Um layout coaxial integrando um filme P(VDF-TrFE) com uma lente óptica permite excitação óptica co-axial e detecção fotoacústica. A sonda fotoacústica atinge uma abertura numérica de 0,67, uma largura de banda de 98,94% e uma transmitância óptica de até 90%. Embora mantenha a alta resolução, aumenta significativamente a sensibilidade e a cobertura espectral, equilibrando o contraste e a estabilidade quantitativa.
Introdução do agente de limpeza-de tecido bio{0}}compatível Tartrazina (Amarelo Não. 5). Isso permite a compensação reversível in vivo em comprimentos de onda maiores ou iguais a 600 nm, melhorando especificamente a relação sinal-para-ruído e a profundidade efetiva de imagem do canal de luz-vermelha, abordando assim a "fraqueza" na quantificação multiespectral de oxigênio no sangue.
Por meio de extensos experimentos, a equipe demonstrou que MW-OR-PAM pode obter imagens vasculares in vivo de alta-resolução, imagens de saturação de oxigênio no sangue e imagens cerebrais transcranianas. No futuro, espera-se que a plataforma MW-OR-PAM forneça recursos de imagem funcional em multi{6}}escala mais profundos, mais rápidos e mais precisos em áreas como ciência do cérebro, microambientes tumorais, isquemia{7}}reperfusão, metabolismo e avaliação de eficácia de medicamentos, promovendo sua transição do laboratório para aplicações pré-clínicas e industriais.
Os resultados da pesquisa relacionados foram publicados na Photonics Research. Este trabalho foi apoiado pelo Programa Nacional de P&D da China, pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China e por projetos da Academia Chinesa de Ciências.