高光谱显微成像系统

一种超高速且一体化的可定制高光谱显微镜平台，具有高空间分辨率和光谱分辨率。完全集成的系统可快速映射VIS-NIR-SWIR光谱范围内的漫反射，透射率，光致发光，电致发光和荧光。基于高通量全局成像滤波器，IMA™比基于扫描类型光谱仪的高光谱系统更快，更高效。
快速成像&短时获得大量数据
IMA系统配有高通量的面扫分光系统，相较于点、线扫描方式的高光谱系统，能够更快地获取数据，速度可以达到3帧/秒。数据立方体中包含了当前视野范围内材料的一切光谱信息，可选择任意波长生成单色图，也可以选取任意一点抽取光谱。根据不同的研究需要，可对数据内的任何位点与波长进行筛选组合，灵活多变。


高光谱滤光器  精密布拉格光栅   波长连续可调,调谐范围横跨数百纳米   高光谱分辨率(<2nm)


独特的全局成像技术——直接对视野中的样品进行面扫成像。与点扫或线扫手段相比，面扫成像极大提升了扫描速度，在大面积样品的扫描过程用优势明显。在均匀照明系统地帮助下，能有效减少光源单点聚焦造成的样品损伤.

材料领域
 钙钛矿发光成像，载流子传输效率计算
 在以往关于钙钛矿的研究中，大多数都采用强光照射并采集小范围内的数据，往往只是定性观察。高光谱成像可对器件区域内的发光强度进行量化，以实现光致发光(PL)和电致发光(EL)的空间成像。经计算后，还可绘制载流子传输效率图(fT)，可观察到相当多的区域光产生载流子收集效率低于60%。表明高效太阳能电池的设计还远远不够perfect，有相当多的区域光电转换效率极低。

碘化铅优化钙钛矿性能研究
 富硒钙钛矿在碘化铅的作用下发光效率提高，但TOP峰(LG)会发生未知程度红移，通过高光谱扫描，获取710 nm后全部发光数据，zuizhong确定碘化铅使该材料在765 nm处增强最明显。图i为图a与图h的虚线部分叠加，能发现二者强度较高的区域明显不重叠，可证明碘化铅的加入提高了钙钛矿材料发光较弱地区的发光性能。


生物领域
高速筛选生物体内塑料微粒
传统拉曼和红外光谱技术已广泛应用于生物体内塑料颗粒(MPs)的检测，但这需要复杂的分离过程。而采用高光谱成像技术(HSI)，结合特定算法，可迅速分离、识别MPs。整个测试过程不超过40分钟，样品处理后6分钟内可完成HSI采集(1分钟)和数据分析(5分钟)。该技术对颗粒大于0.2 mm的塑料识别效果良好，检出率和准确度接近100%，且省略了大量消化分离步骤，减少试剂消耗，为MP的快速分析提供了一种新的方法。

细胞扫描荧光成像
 单壁碳纳米管(SWCNs)可在近红外区发光成像，利用高光谱成像技术，可同时观察任意波长下SWCNs的单分子发光情况，使生物体内多路荧光成像成为可能。
 纳米金颗粒(AuNPs)也是一种优良的荧光材料，但AuNPs在细胞中团聚会产生毒性，由于聚集会使发光红移，故通过高光谱 成 像 检 测 胞 中 最 强 峰 的 位 移 可 确 定AuNPs的毒性大小。


高光谱诊断细胞遗传物质含量
用特异性抗体功能化的金(Au)和银(Ag)纳米颗粒(NP)揭示了5-羧基胞嘧啶(5caC)在细胞周期不同阶段的空间分布和数量，并证明了5caC是一个稳定遗传的表观遗传标记，并可以绘制单个染色体上5caC的区域密度。高光谱暗场成像(HSDFI)能够从非特异性聚集的纳米探针中有效去除散射噪声，从而提高单个细胞中不同胞嘧啶修饰的定量准确性。HSDFI是一个多功能的平台，用于在单细胞水平上对等离子体纳米探针标记的核靶进行空间和光谱表征，以进行定量表观遗传筛选。

高光谱用于糖尿病视网膜研究
采用AAV2-EPO(腺相关病毒2型介导的EPO)采集正常对照组N、糖尿病组D、糖尿病治疗组(低剂量组E1、中剂量组E2、高剂量组E3)大鼠视网膜组织切片的分子高光谱图像。利用获得的数据模型对原始数据进行预处理。通过图像和光谱的定性分析，证明AAV2-EPO对大鼠早期糖尿病视网膜病变有一定疗效。实验结果表明，中等剂量的AAV2-EPO治疗能最有效地减少视网膜外核层神经细胞凋亡，对DR有一定的疗效，因此高光谱成像系统可以帮助研究人员探索DR的发病机制、致盲原因和药物开发。

高光谱用于癌细胞诊断
HSI被用于从正常人成纤维细胞及其端粒酶永生化和SV40转化的衍生物获得高光谱。作者能够在液基巴氏(Pap)测试载玻片上区分正常和癌前(低分级[LG]和高分级[HG])宫颈细胞和鳞状细胞癌(SCC)。HSI可用于预筛选液基巴氏试验载玻片，以提高巴氏试验诊断的效率，最终降低宫颈癌的死亡率，同时降低医疗保健成本。

高光谱用于外泌体快速分析
高通量和无标记的外泌体(EV)微阵列技术，通过同时表征一组EV膜蛋白来区分EV。EsupplV微阵列平台由印刷在光子晶体生物传感器上的抗体阵列和显微高光谱成像技术组成，可以快速评估EV膜蛋白与其相应抗体的结合情况。EV微阵列检测只需要2 μL样品体积，检测时间少于2小时。EV微阵列检测不仅通过定量巨噬细胞衍生的EV携带的7种膜蛋白，而且通过区分三种巨噬细胞表型分泌的EV而得到验证。特别地，EV微阵列技术可以产生目标EV的分子指纹，该分子指纹可以用于识别EV的亲代细胞。

拉曼光谱定性分析细胞代谢物
 在癌症组织中脂质代谢十分紊乱，在亚微米尺度上定量识别代谢物的手段非常必要。使用高光谱受激拉曼散射(SRS)显微镜可定性分析癌变肝组织的脂质代谢产物的空间分布。由图可知，大量饱和脂肪堆积在癌症肝组织中。
进一步的质谱分析证实了高浓度的饱和脂肪的确分布于肝癌组织。异常积累的饱和脂肪可能有很大潜力成为肝癌的代谢生物标志物。

结合算法定位特征峰重叠物质
  一些特定情况下，某些物质的特征峰可能出现重叠，严重影响识别的准确度。
      在高光谱受激拉曼损耗(SRL)成像的基础上，采用多元分辨算法(MCR)对SRL图像进行分析，重建各组分的定量浓度图像。通过该方法，可对二甲亚砜水溶液及脂肪颗粒混合物进行清晰的双色成像。这表明，高光谱SRL显微镜强大的重叠光谱拆分能力在复杂生物分子定量成像方面具有巨大的潜力。