拉曼光譜-醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)研究的理想工具

近年來(lái)，拉曼光譜作為一種多用途的生物醫(yī)學(xué)和生物分析方法受到了廣泛的關(guān)注。拉曼光譜以無(wú)標(biāo)簽的方式提供分子信息，幾乎不需要樣品制備。相對(duì)于其他方法，拉曼光譜應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷中具有非破壞性、測(cè)量迅速、測(cè)量精確、易與其他測(cè)量方法結(jié)合和高度自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。拉曼光譜或?qū)⒊蔀獒t(yī)學(xué)和生命科學(xué)研究的理想工具。

由于使用可見光激光會(huì)導(dǎo)致熒光效應(yīng)的高強(qiáng)度干擾，減少熒光影響最好的方式就是使用非可見光波段的激發(fā)光，如，高于700nm的近紅外光或者低于300nm的紫外光。對(duì)生物樣品來(lái)說(shuō)，紫外光會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞變異以及DNA的損壞，所以生物拉曼激發(fā)光首選為近紅外光。因此一般近紅外波段為生物拉曼光譜的理想檢測(cè)波段。

而近紅外波段恰好是傳統(tǒng)基于硅的CCD探測(cè)器的探測(cè)上限，傳統(tǒng)CCD探測(cè)器在近紅外波段的量子效應(yīng)效率較低，不利于生物拉曼光譜的探測(cè)。InGaAs 相機(jī)在近紅外波段具有就較高的量子響應(yīng)，但是InGaAs相機(jī)的暗電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CCD相機(jī)的暗電流，目前還不能夠達(dá)到能夠滿足拉曼光譜應(yīng)用的噪聲水平，信噪比會(huì)降低。

Blaze相機(jī)具有新型的HR傳感器，使其具有傳統(tǒng)CCD相機(jī)暗電流低的特點(diǎn)的同時(shí)，在近紅外波段具有很高的量子響應(yīng)效率，是探測(cè)生物拉曼光譜的理想工具。

下圖為激發(fā)波長(zhǎng)為785nm時(shí)，分別通過(guò)傳統(tǒng)CCD相機(jī)和Blaze相機(jī)測(cè)得的拉曼光譜(數(shù)據(jù)由范德堡大學(xué)Anita Mahadevan-Jansen教授提供)?？梢钥闯?，與傳統(tǒng)CCD相機(jī)相比，Blaze相機(jī)對(duì)生物樣品的拉曼光譜具有更高的靈敏度。

此外，生物拉曼光譜一般需要與顯微鏡聯(lián)合使用，因此，需要提高生物拉曼光譜系統(tǒng)中光譜儀的成像能力。

下圖為分別通過(guò)傳統(tǒng)光譜儀和IsoPlane光譜儀得到的圖像，可以看到IsoPlane光譜儀得到的圖像(左圖)更加清晰，成像能力更強(qiáng)。

IsoPlane光譜儀通過(guò)增加斯密特糾正鏡，消除了像差的影響，各個(gè)通道之間可以被完全的區(qū)分開。但是傳統(tǒng)的光譜儀由于存在像差，各個(gè)通道在邊緣部分混合在一起，無(wú)法進(jìn)行區(qū)分。因此，IsoPlane光譜儀具有更好的成像能力。

審核編輯 黃宇