Imágenes químicas hiperespectrales no lineales multimodales mediante microscopía de generación de suma de frecuencia vibracional de barrido lineal

Nuestro objetivo es estudiar muestras autoensambladas mesoscópicamente heterogéneas, como tejidos biológicos, para revelar su composición química y arreglos moleculares. Estamos explorando cómo la disposición microscópica y la morfología mesoscópica de estos materiales se relacionan con sus propiedades microscópicas. Con los avances en los objetivos de microscopio de alta apertura numérica y basados en la reflexión, nosotros, así como otros, hemos demostrado un microscopio de generación de suma de frecuencia vibracional con una resolución de micras cuadradas, que puede registrar simultáneamente imágenes de materiales blandos y también resolver espacialmente lo espectral, formando las llamadas imágenes hiperespectrales.

Las imágenes hiperespectrales registran datos experimentales en múltiples dimensiones, dos en espacios, uno en frecuencia y posiblemente uno en tiempo. Sin embargo, la recopilación, el almacenamiento y el análisis rápidos de estos grandes volúmenes de datos para maximizar la información siguen siendo un desafío. Muestrear la imagen solo para recopilar puntos de datos útiles también es un desafío.

Al desarrollar una tecnología de escaneo de líneas más rápida, pudimos acelerar el tiempo de adquisición de datos en 100 veces. Además, el microscopio es compatible con la generación de suma de frecuencias o SFG, la generación de segundos armónicos o SHG, así como con la obtención de imágenes de campo amplio. Las imágenes multimodales permiten la inspección rápida de las muestras mediante imágenes ópticas y la correlación de varias modalidades de imágenes.

La imagen SHG ayuda a la técnica óptica de nuestra técnica, pero sin el poder de resolución espectral, es ampliamente utilizada en biofísica. Nuestro microscopio SFG ahora podrá proporcionar información poderosa a nivel molecular que actualmente falta en los estudios biofísicos de tejidos blandos.