Kòm yon teknik D 'markerless, multimodal nonlinear optical D' (NLOI) te vin tounen yon zouti pwisan pou evalyasyon kansè. Pou evite zafè mouvman ak domaj optik ki asosye ak NLOI multimodal, yon solisyon se sèvi ak yon sèl lazè ultrarapid kòm yon sous eksitasyon konbine avèk chanèl deteksyon miltip pou kolekte siyal ki soti nan diferan modalite yo obsève diferan biomolekil. Sepandan, nan ka sa a, chak mòd pa ka optimize poukont li epi yo bezwen yon sous eksitasyon apwopriye pou eksite tout mòd NLOI. Mikwoskòp fliyoresans espontane multiplexed (SLAM) san etikèt, ak longèdonn eksitasyon fikse nan 1110 nm, pèmèt koleksyon similtane nan kat mòd anba yon sèl kondisyon eksitasyon atravè diferan chanèl deteksyon siyal, akeri fluoresans de foton (2PAF) pou FAD. , twa-foton fliyoresans (3PAF) pou NADH, de-octav frekans (SHG) pou estrikti kolagen, ak twa-oktav frekans (THG) pou mitasyon nan endèks refractive. frekans (THG) siyal nan mitasyon endèks refraktif. Kounye a, pi fò nan sous limyè yo itilize pou kondwi mikwoskòp SLAM bezwen koup pulsasyon ultrashort nan fib kristal fotonik oswa kristal pou reyalize konvèsyon longèdonn, ki enplike gwo pri, gwo anprint, operasyon konplike, ak enkapasite nan operasyon ki estab alontèm.
To address the above problems and difficulties, the L07 group of Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences/Beijing National Research Center for Condensed Matter Physics (NRCP), based on many years of research on ultrafast fiber lasers, proposed a Yb-doped fiber laser with dual management of pre-chirp and gain, and finally obtained a pulse with a wavelength of 1110 nm, an energy of more than 90 nJ, a pulse width of 34 fs, and peak power of close to 3 MW, by finely adjusting the input energy and pre-chirp. With a wavelength of >90nJ, yon lajè batman kè 34fs, ak yon pik pouvwa nan prèske 3MW, sous limyè a se kontra enfòmèl ant ak ki estab pandan y ap reyalize ekselan kalite batman kè nan kondwi mikwoskòp SLAM pou D medikal.
Figi 1 montre chema dyagram nan sistèm lazè fib ittèbyòm-dope ak pre-chirp ak jwenn doub jesyon. Li konsiste de yon sous semans, modil pre-anplifikasyon, modil pre-chirp, modil anplifikasyon genyen-jere (GMA) ak modil konpresyon. Sous grenn bay yon batman kè ak yon longèdonn sant 104{0 nm, yon enèji batman kè 0.2 nJ, ak yon frekans repetisyon 43 MHz. Se batman grenn nan pre-anplifye pa yon fib Yb-dope 40 cm longè, epi yo mete yon pè griyaj devan modil GMA pou prezante dispèsyon, epi yo ajoute yon pre-chirp negatif oswa pozitif nan pwodiksyon an pre-anplifye. batman kè pa ajiste espas griyaj la. Pli lwen pulsasyon pre-chirped yo anplifye nan yon fib Yb-dope 3.1 m long pou jesyon benefis. Dezyèm batman anplifye a konprese atravè yon lòt pè griyaj transmisyon. Se efè paramèt sa yo sou bon jan kalite konpresyon batman kè yo eksplore pa tise byen akor enèji nan opinyon ak pre-chirp, ak rezilta eksperimantal yo montre nan Figi. 2 ak 3, ki montre ke pulsasyon kalite siperyè konpresyon yo ka pwodwi nan yon seri de pouvwa ponp, enèji opinyon, ak chirp negatif apwopriye. Lè pouvwa ponp lan se 9 W, enèji batman kè a se 0.6 nJ, ak pre-chirp la se -36000 fs2, yon batman kè ak yon longèdonn sant nan 1110 nm, yon lajè batman kè nan 34 fs, yon enèji nan 92.2 nJ, ak yon pik pouvwa nan tou pre 3 MW jwenn, ki se trè apwopriye pou kondwi mikwoskòp SLAM pou D medikal.
Imaj Fig. 2. Efè diferan enèji batman antre sou konpresyon batman GMA nan yon pouvwa ponp 9 W ak yon pre-chirp nan -36000 fs2. (a) Lajè batman konpresyon ak rapò Strehl nan diferan enèji opinyon. (b) Spectre pwodiksyon nan diferan enèji opinyon. (c) Koub wouj: mezire trajèktwa otokorrelasyon batman konprese a, koub nwa: trajèktwa otokorrelasyon batman kè a transfòme ki te jwenn pa kalkil espektral
Fig. 3. Efè diferan pre-chirps sou konpresyon batman kè GMA pou yon enèji batman kè D' 0.6 nJ ak yon pouvwa ponp 9 W. Rezilta yo rezime jan sa a (a) Konprese lajè batman batman kè ak. Strehl rapò pou diferan pre-chirps. (b) Spectre pwodiksyon nan diferan pre-chirps. (c) Koub wouj: mezire trajèktwa otokorrelasyon nan batman kè konprese a, koub nwa: trajèktwa otokorrelasyon nan batman kè limit transfòme ki te jwenn pa kalkil espektral.
Ekip la te aplike sous limyè ultrarapid sa a pou etidye patoloji timè nan diferan tisi, ki gen ladan adenokarcinom entesten, adenokarcinom nan poumon, ak tisi fwa, pou imajine an menm tan eleman selilè ak ekstraselilè pa teknik SLAM. Yon imaj SLAM nan tisi adenokarcinom entesten yo montre nan Figi 4, kote vèt endike SHG, magenta endike THG, jòn endike 2PEF, ak ble endike 3PEF. D 'SLAM ka bay plis detay selilè ak tisi pase imaj konvansyonèl H&E-tache, ki ka ede yo konprann chanjman ki fèt nan byokonpozan nan tou de timè ak tisi nòmal, epi pou fè rechèch pou biomarqueurs pou dyagnostik kansè ak pronostik.
Imaj Figi 4. (a) D 'SHG/THG/2PEF/3PEF nan tisi adenokarcinom entesten. Diferan rejyon enterè yo agrandi nan (c) - (e) (kare tirè blan). (b) Korespondan H&E imaj tach. (c) D '2PEF/3PEF nan tisi nòmal entesten mukozal. (d) D 'SHG/THG nan tisi nòmal mukoz entesten. (e) D 'SHG nan fib entèrstisyèl ak vakuoles grès, flèch wouj: glann entesten, flèch ble: manbràn sousòl, flèch vèt: larim sekrete pa selil tas, flèch blan: makrofaj, flèch jòn: fib entèrstisyèl, flèch koulè wouj violèt: vakuol grès. Ba echèl: 200 μm
An jeneral, ekip rechèch la te reyalize jenerasyon batman kè ultrarapide-wo kalite nan devlopman yon pre-chirped ak jwenn doub jere Yb-doped lazè fib, ki te aplike avèk siksè nan D 'SLAM, yon teknik ki ka bay pi rich detay selilè ak tisi ki ka ede nan etid onkopatoloji ak dyagnostik kansè. Anplis de sa, sous limyè ultrarapid la se kontra enfòmèl ant ak gaya, sa ki fè li ideyal pou itilize nan yon anviwònman klinik pou evalyasyon rapid ak konplè nan divès pwosesis fizyolojik ak patolojik. Rezilta inovatè etid sa a gen pou avanse nan domèn dyagnostik medikal ak terapetik lè yo bay enfòmasyon ki pi egzak ak konplè pou dyagnostik kansè, evalyasyon efikasite ak tretman endividyèl. Kòm teknoloji a ap kontinye avanse epi yo dwe optimize, D 'SLAM espere jwe yon wòl pi enpòtan nan pratik klinik nan tan kap vini an. Aparèy la ak aparèy debaz ki asosye ak avansman sa a te aplike pou patant envansyon nasyonal la.
Rezilta yo te pibliye nan yon dènye pwoblèm Byomedikal Optics Express, yon jounal nan Optical Society of America (10.1364/BOE.506915), ak premye otè papye a se Yuting Xing, yon etidyan doktora sipèvize pa chèchè Guoqing Chang.
Travay sa a te sipòte pa Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl Lachin nan (sibvansyon No. 92250307, 62227822, ak 62175255) ak Pwogram Devlopman Enstriman Enpòtan nan Akademi Chinwa Syans yo (Bondye No. YJKYYQ20190034). Chèchè Guoqing Chang ak Doktè Yaobing Chen nan Lopital Wuhan Tongji se te otè ki koresponn ak etidyan PhD Runshi Chen, Lihao Zhang, Yang Liu, Xinzai Diao ak Chèchè Shu Zhang nan Lopital Wuhan Tongji, Pwofesè Yishi Shi ak Chèchè Zhiyi Wei nan Inivèsite. nan Akademi Chinwa Syans yo te patisipe tou nan konsepsyon an ak diskisyon nan travay sa a.
