Mikroskop fotoakustik-resolusi optik (OR-PAM) memungkinkan pencitraan in vivo-tingkat seluler, label-bebas melalui penyelarasan confocal optik/akustik. Namun, penerapannya pada pencitraan spektrum-yang lebih dalam, lebih cepat, dan lebih luas telah lama dibatasi oleh tiga tantangan utama: "sumber cahaya yang mahal, sinyal-cahaya merah yang lemah, dan efisiensi kopling optik-akustik yang rendah."
Baru-baru ini, Institut Teknik dan Teknologi Biomedis Suzhou (SIBET) dari Akademi Sains Tiongkok memperkenalkan mikroskop fotoakustik resolusi-optik multispektral-dengan sensitivitas tinggi (MW-OR-PAM). Melalui desain tripartit yang mengintegrasikan "sumber cahaya – pemeriksaan – peningkatan kontras", hal ini secara efektif mengatasi hambatan berikut:
Pengembangan sumber cahaya peralihan kecepatan tinggi multi-panjang gelombang-. Memanfaatkan hamburan Raman terstimulasi dalam polarisasi-mempertahankan serat, laser nanodetik tunggal 532 nm diperluas untuk mencapai keluaran merdu dari 532 nm menjadi 620 nm. Peralihan panjang gelombang untuk pencitraan oksigen darah terjadi di<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.
Pengembangan probe fotoakustik-dengan sensitivitas tinggi. Tata letak koaksial yang mengintegrasikan film P(VDF-TrFE) dengan lensa optik memungkinkan eksitasi optik koaksial dan deteksi fotoakustik. Probe fotoakustik mencapai bukaan numerik 0,67, bandwidth 98,94%, dan transmisi optik setinggi 90%. Sambil mempertahankan resolusi tinggi, ini secara signifikan meningkatkan sensitivitas dan cakupan spektral, menyeimbangkan kontras dan stabilitas kuantitatif.
Pengenalan zat pembersih bio-jaringan yang kompatibel-Tartrazine (Kuning No. 5). Hal ini memungkinkan pembersihan in vivo yang dapat dibalik pada panjang gelombang lebih besar atau sama dengan 600 nm, khususnya meningkatkan rasio sinyal-terhadap-noise dan kedalaman pencitraan efektif saluran cahaya merah-, sehingga mengatasi "kelemahan" dalam kuantifikasi oksigen darah multispektral.
Melalui eksperimen ekstensif, tim menunjukkan bahwa MW-OR-PAM dapat mencapai-pencitraan vaskular in vivo resolusi tinggi, pencitraan saturasi oksigen darah, dan pencitraan otak transkranial. Di masa depan, platform MW-ATAU-PAM diharapkan dapat memberikan kemampuan pencitraan fungsional multi-skala yang lebih dalam, lebih cepat, dan lebih akurat di berbagai bidang seperti ilmu otak, lingkungan mikro tumor,-reperfusi iskemia, metabolisme, dan evaluasi kemanjuran obat, sehingga mendorong peralihannya dari laboratorium ke aplikasi praklinis dan industri.
Temuan penelitian terkait dipublikasikan di Photonics Research. Pekerjaan ini didukung oleh Program Penelitian dan Pengembangan Kunci Nasional Tiongkok, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, dan proyek-proyek dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.