拉曼成像是一种无符号的单细胞剖析技能，可以从分子水平取得细胞的结构和组成信息，大范围的应用于生物医药研讨范畴。可是，拉曼散射截面非常细小，常常要在高激光照度下历经数小时才可以取得一帧细胞拉曼图画，无法捕捉到细胞器的时空演化信息。相干拉曼成像技能可以很大程度进步拉曼信号，可是该办法只能取得窄带拉曼光谱信息，需求较强的激光功率，而且设备贵重。拉曼探针作为另一种拉曼信号增强办法，具有细胞可透过性、靶向性、低毒性等特色，可是常见的炔烃符号的拉曼探针还不足以满意高分辩率的快速细胞动态成像。为此，咱们规划了一种动态偶氮增强拉曼成像体系，可以是完成对细胞器动态进程的高分辩低功耗快速拉曼成像。传统点扫描自发拉曼成像、相干拉曼成像和动态偶氮增强拉曼成像的比较如图1所示。

  图1.三种拉曼生物成像技能原理的比较，包含传统点扫描自发拉曼成像、相干拉曼成像和动态偶氮增强拉曼成像。

  本研讨工作采用了一种新式的超活络共振拉曼探针，即偶氮增强拉曼散射探针，在极大进步拉曼信号的一起，可以按捺荧光布景。偶氮增强拉曼探针与传统的5-乙炔基-2-脱氧尿苷（EdU）比较，相对拉曼强度进步了3-4个数量级（图2a）。结合咱们自主规划的线扫描自发拉曼成像体系，完成对偶氮增强拉曼探针符号后的活细胞中多种细胞器的快速拉曼成像，还可以取得全拉曼光谱（500-3200 cm-1）信息。动态偶氮增强拉曼成像体系在低激光照度下（75 µW/µm2），成像速率最快可以到达3.5秒/帧，共聚集空间分辩率为270 nm。

  图2.（a）多种拉曼符号物的相对拉曼强度；（b）根据偶氮增强拉曼探针的线粒体、溶酶体和脂滴的同步成像。

  该动态偶氮增强拉曼成像体系用多种拉曼探针对细胞进行一起符号，完成了线粒体、溶酶体和脂滴的同步成像（图2b）；成功获取了活细胞中线粒体和溶酶体的快速印象（图3）；经过溶酶体的印象数据，剖析了溶酶体运动的生物物理动态特点；经过参加解偶联剂FCCP，研讨了线粒体解耦动态进程。该动态偶氮增强拉曼成像体系可以对细胞器动态进程进行定量且多元的成像，将为生物医药的研讨供给有力的协助。

  我国科大工程科学学院特任副研讨员于亚军和华中师范大学化学学院唐浴尘博士为本论文一起榜首作者，我国科大Zachary J. Smith教授和华中师范大学高婷娟教授为论文的一起通讯作者，论文作者还包含我校姑苏高级研讨院储开芹研讨员。这项研讨工作得到了国家自然科学基金、安徽省科技严重专项、我国博士后科学基金等项目的赞助支撑。