通过相关远场和近场光学技术对胶原纤维进行定量成像

《ACS Materials Letters》：Quantitative Imaging of Collagen Fibrils via Correlated Far-Field and Near-Field Optical Techniques

胶原蛋白多模态成像技术及结构-光学特性关联性研究。通过远场偏振相关二阶谐波生成（PSHG）显微镜与散射型近场光学显微镜（s-SNOM）联用，结合原子力显微镜，系统考察了非胶原蛋白基质、激光诱导变性、氧化应激和热暴露对牛腱胶原纤维的纳米结构及光学特性影响，揭示了传统远场技术无法捕捉的胶原降解机制。

　　

胶原纤维对生物组织的结构和功能完整性至关重要，对其成像研究是理解组织健康状况和病理变化的关键。我们提出了一种多模式工作流程，结合了远场偏振分辨二次谐波生成（PSHG）显微镜和散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM），以实现全面的胶原特性分析。PSHG能够提供关于胶原纤维各向异性和螺旋间距角的衍射极限信息，而s-SNOM结合原子力显微镜则可以获取折射率和消光系数等纳米级光学参数，并同时提供组织结构的拓扑信息。以牛腱中的I型胶原纤维为研究对象，我们研究了非胶原基质成分、激光诱导变性、氧化应激以及热处理对胶原结构和光学特性的影响。这些实验展示了我们方法在探测细微胶原结构细节方面的灵活性，并揭示了传统远场技术无法实现的关于胶原降解过程的补充性见解。