報告簡介：

紅外光譜學是一種重要的結構表征技術，在物質鑒定和表征領域發揮著重要作用。但是受制于紅外光波長的限制，其空間分辨率十分有限（20 -50 μm），且容易收到受到彈性光散射所產生的米氏散射效應(Mie scattering effects)的影響，這些問題限制了紅外光譜對于原位樣品的鑒定能力。

O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光學光熱紅外光譜是一種快速簡單的非接觸式光學技術，通過檢測由于本征紅外吸收引發的樣品表面快速的光熱膨脹或收縮，克服了傳統IR衍射的極限，空間分辨率可達500 nm。此外這種技術還降低了對樣品表面形態的要求，能夠做到原位對待測物質的直接檢測，幫助科研人員更全面地原位了解亞微米尺度下樣品表面微小區域的物質信息，獲得常規的FTIR，ATR以及AFM-IR技術所不能得到的檢測效果。

為了增加系統應用性，全新的O-PTIR技術結合熒光成像，實現紅外、拉曼與熒光信號的同步測量，這大大彌補了紅外無法對于結構相近的生物大分子物質進行區分的弱點，在以當代免疫學為基礎的生物學機制研究中發揮更重要的作用，在科研、軍事、工業、農業和臨床醫學等諸多領域都有著非常重要的應用：

醫學：O-PTIR技術具有診斷速度快和準確率高等優點,可以提供關于分子變化的多種信息,因此已經被廣泛應用于生物醫學領域，尤其是臨床腫瘤組織標記及臨床檢測新技術研發、臨床標本病理檢測、蛋白質二級結構研究方面已經非常成熟，配合熒光共定位能夠準確判斷目標蛋白是否已經發生構型改變。

生物學：O-PTIR技術在無需標記小分子、藥物、脂質體、材料等物質的情況下，即可觀察這些物質與特定蛋白、DNA的相互作用和共定位，并且能夠在液體環境下直接探測，配合熒光系統能夠有效判明藥物作用的蛋白是否為靶向蛋白。是研究組織與材料、細胞與藥物相互作用關系、藥物在細胞內分布、細胞吞噬轉運外源性物質研究的理想成像手段。

藥學領域：O-PTIR技術分析速度快，可多種成分同時分析，制樣簡單，檢測直接，在制藥領域應用廣泛，從藥物的定性定量分析，到生產過程中各個階段的在線檢測，有著巨大的應用前景。同時，在原料藥的分析、藥物制劑的有效成分分析、藥物生產的品控檢測中都有著廣泛的應用。

環境科學：O-PTIR技術具有亞微米分辨、無需復雜的樣品制備過程，結合液體檢測模式和同步拉曼技術，可在固/液/氣環境下直觀判斷亞微米尺度下各類污染物或待檢測物質的分布；值得一提的是，近年來越來越受到關注的微塑料檢測方面，O-PTIR技術憑借著其分辨率高、液體環境下直接檢測的優勢，使得科學家能夠從微觀尺度揭示這類新型污染物對人體產生的影響。

本次線上講座將圍繞超高分辨活細胞紅外-拉曼-熒光同步測量技術的原理及應用進行簡介。

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報告時間：

2022年12月08日 14:00

主講人：

胡西   生物學博士

首都醫科大學 藥物分析學博士，加州大學洛杉磯分校（UCLA）博士后，研究期間主要從事干細胞誘導和神經細胞分化及ALS相關病變研究。在Quantum Design中國公司生物科學團隊，擔任應用科學家，對單細胞顯微操作及生物光譜成像等領域具有非常豐富的經驗。

【精選案例】

一、細胞內的熒光+紅外共定位分析

利用熒光同時觀測細胞結構和細胞中的脂滴分布，研究脂滴在細胞中的共定位分析，提供潛在活體無標記相互作用分析數據。

磷脂成像 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.熒光染色細胞核（藍色），蛋白（紅色）。

二、活體細胞的組分分布分析

磷脂成像，可觀測活細胞內的脂滴的分布并且基本不會受到水的干擾，這是傳統紅外所難以達到的。 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.

三、固定細胞的組分分布分析

磷脂成像可觀測到細胞內的脂滴分布情況。 (2856cm^-1 (CH₂)/ 2874cm^-1 (CH₃) 100nm pixel size. ~5 mins.

四、組織分析：

?  細胞分型

?  鈣化、疾病狀態區分

?  膠原蛋白取向

組織切片分析觀測

腫瘤組織鈣化分析1050cm^-1，傳統的FTIR只有大約12微米的空間分辨率，這往往比實際特征大得多，這也是以往觀察不到如此小的局部鈣化的原因。