High Spatial resolution FTIR imaging of biomedical tissue samples using a novel method of magnification enhancement
Aplikace | 2014 | Agilent TechnologiesInstrumentace
FTIR zobrazování s vysokým prostorovým rozlišením umožňuje současné získání chemické a prostorové informace na mikrometrové úrovni, což je zásadní při studiu biologických vzorků, jako jsou neuronální tkáně postižené Alzheimerovou chorobou. Zlepšení rozlišení nad rámec difrakčního limitu přináší detailnější pohled na drobné strukturální a chemické heterogenity, které by jinak zůstaly skryty.
Cílem studie bylo představit novou metodu zvětšení („high magnification“) využívající stávající objektivy FTIR mikroskopu Agilent, která dosahuje efektivního rozlišení 1,1 µm/pixel při zachování velké pracovní vzdálenosti (~21 mm). Výkonnost této metody byla porovnána s běžnou konfigurací Agilent a s multi-beam synchrotronovým zdrojem (IRENI).
Analýza byla prováděna na Agilent Cary 670 FTIR spektrometru ve spojení s Cary 620 mikroskopem vybaveným globar zdrojem středního IR.
Nová metoda dosáhla výrazně lepšího prostorového rozlišení (1,1 µm/pixel) než standardní režim (5,5 µm/pixel) a poskytla ekvivalentní nebo lepší kvalitu spektra ve srovnání se synchrotronovým zdrojem při zachování detailu především v oblasti pod 1800 cm⁻¹. Klíčové poznatky:
Metoda umožňuje:
Další směry zahrnují integraci s automatizovanou analýzou obrazu, kombinaci FTIR s Ramanovou mikroskopií pro komplementární chemickou informaci, rozšíření do materiálové vědy a farmacie a využití umělé inteligence pro pokročilou kvantitativní analýzu heterogenních vzorků.
Představená softwarově-řízení metoda vysoké zvětšovací úpravy na standardním FTIR mikroskopu Agilent výrazně zlepšuje prostorové a spektrální rozlišení při zachování jednoduché manipulace se vzorkem. Výsledky jsou srovnatelné nebo lepší než u synchrotronových zdrojů a umožňují rychlejší a univerzálnější biomedicínskou analýzu.
1. Nasse et al. Nature Methods, 8(5):413–418, 2011
2. Liao, Rak et al. NeuroImage, 138:399–397, 2012
FTIR Spektroskopie, Mikroskopie
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
FTIR zobrazování s vysokým prostorovým rozlišením umožňuje současné získání chemické a prostorové informace na mikrometrové úrovni, což je zásadní při studiu biologických vzorků, jako jsou neuronální tkáně postižené Alzheimerovou chorobou. Zlepšení rozlišení nad rámec difrakčního limitu přináší detailnější pohled na drobné strukturální a chemické heterogenity, které by jinak zůstaly skryty.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo představit novou metodu zvětšení („high magnification“) využívající stávající objektivy FTIR mikroskopu Agilent, která dosahuje efektivního rozlišení 1,1 µm/pixel při zachování velké pracovní vzdálenosti (~21 mm). Výkonnost této metody byla porovnána s běžnou konfigurací Agilent a s multi-beam synchrotronovým zdrojem (IRENI).
Použitá metodika a instrumentace
Analýza byla prováděna na Agilent Cary 670 FTIR spektrometru ve spojení s Cary 620 mikroskopem vybaveným globar zdrojem středního IR.
- Standardní režim: objektiv 15×, NA 0,5, pixel 5,5 µm, jednovýplňový detektor 64×64.
- High magnification: objektiv 15×, NA 0,62, software-řízené 5× zvětšení, pixel 1,1 µm, detektor 128×128.
- Synchrotronové měření: ne-Agilent spektrometr a mikroskop s objektivem 74×, NA 0,65, pixel 0,54 µm, zdroj IRENI.
Hlavní výsledky a diskuse
Nová metoda dosáhla výrazně lepšího prostorového rozlišení (1,1 µm/pixel) než standardní režim (5,5 µm/pixel) a poskytla ekvivalentní nebo lepší kvalitu spektra ve srovnání se synchrotronovým zdrojem při zachování detailu především v oblasti pod 1800 cm⁻¹. Klíčové poznatky:
- Detailní zobrazení lipidových a proteinových struktur (např. plaků a kreatinových depozit) s menším rozostřením.
- Čistší spektra z menších oblastí díky redukci integrace různých chemických složek v rámci jedné pixele.
- Absence nízkovlnových artefaktů pozorovaných u IRENI v globar zdroji Agilent.
- Rychlejší akvizice: ~6 min na snímek 140×140 µm vs. 72 min u synchrotronu.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje:
- Zachovat velkou pracovní vzdálenost objektivu, není nutná jeho výměna mezi režimy rozlišení.
- Analyzovat nerovné či objemné vzorky bez omezení velikosti.
- Rychlejší průzkum velkých ploch s vysokým rozlišením, což je výhodné pro biomedicínský výzkum i QA/QC v průmyslové analytice.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další směry zahrnují integraci s automatizovanou analýzou obrazu, kombinaci FTIR s Ramanovou mikroskopií pro komplementární chemickou informaci, rozšíření do materiálové vědy a farmacie a využití umělé inteligence pro pokročilou kvantitativní analýzu heterogenních vzorků.
Závěr
Představená softwarově-řízení metoda vysoké zvětšovací úpravy na standardním FTIR mikroskopu Agilent výrazně zlepšuje prostorové a spektrální rozlišení při zachování jednoduché manipulace se vzorkem. Výsledky jsou srovnatelné nebo lepší než u synchrotronových zdrojů a umožňují rychlejší a univerzálnější biomedicínskou analýzu.
Reference
1. Nasse et al. Nature Methods, 8(5):413–418, 2011
2. Liao, Rak et al. NeuroImage, 138:399–397, 2012
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Agilent Cary 610/620 FTIR microscopes and imaging systems
2014|Agilent Technologies|Brožury a specifikace
Agilent Cary 610/620 FTIR microscopes and imaging systems RESOLUTION FOR EVERY APPLICATION AGILENT CARY 610/620 FTIR MICROSCOPES ADVANCING FTIR MICROSCOPY AND IMAGING Agilent’s 610/620 FTIR microscopes For your application The Agilent Cary FTIR microscopes and chemical imaging systems represent the…
Klíčová slova
ftir, ftirimaging, imagingmicroscope, microscopecary, caryabsorbance, absorbanceimage, imagemagnification, magnificationsynchrotron, synchrotronresolution, resolutionagilent, agilentdisease, diseasechemical, chemicalvisible, visiblefpa, fpaspatial
Imaging of Live Cells in Water Using an Agilent 620 FTIR Microscope and an Agilent Cary 670 FTIR System Equipped with Standard Thermal Source
2016|Agilent Technologies|Aplikace
Imaging of Live Cells in Water Using an Agilent 620 FTIR Microscope and an Agilent Cary 670 FTIR System Equipped with Standard Thermal Source Application Note Life Science Research Authors Introduction Mustafa Kansiz and Alan Rein FTIR chemical imaging is…
Klíčová slova
image, imagechemical, chemicallive, liveimaging, imaginglipid, lipidcells, cellscarbohydrate, carbohydratecellular, cellularbands, bandsvaccari, vaccarikansiz, kansizmustafa, mustafaspectral, spectralftir, ftirscientists
FTIR Microscopic Imaging of Large Samples with 4x and 15x Infrared Objectives: A Case Study of a Carcinoma Tissue Section
2014|Agilent Technologies|Aplikace
FTIR Microscopic Imaging of Large Samples with 4x and 15x Infrared Objectives: A Case Study of a Carcinoma Tissue Section Application note Biomedical Research Author Claudia Beleites*, Jürgen Popp*, Christoph Krafft*, Mustafa Kansiz† * Institute of Photonic Technology, Albert-Einstein-Str. 9,…
Klíčová slova
tissue, tissuecarcinoma, carcinomamosaic, mosaicsize, sizeftir, ftirfile, filemosaics, mosaicspixel, pixelfov, fovdata, datafpa, fpasection, sectionimages, imagesfive, fivemicroscopic
Damage-free failure/defect analysis in electronics and semiconductor industries using micro-ATR FTIR imaging
2014|Agilent Technologies|Aplikace
Damage-free failure/defect analysis in electronics and semiconductor industries using micro-ATR FTIR imaging Application note Electronics and Semiconductor Authors Dr. Mustafa Kansiz and Dr. Kevin Grant Agilent Technologies, Mulgrave, VIC, Australia Introduction The electronics and semiconductor industries rely heavily on failure…
Klíčová slova
atr, atrimaging, imagingchemical, chemicalspecks, specksftir, ftircircuit, circuitpcb, pcbsemiconductor, semiconductorboard, boardelectronics, electronicsdelicate, delicatemanufacturers, manufacturerscomponents, componentsidentified, identifiedidentify