综述：受激拉曼散射显微镜在药物化学和药物发现中的新兴应用

《Chemical Society Reviews》：Emerging applications of stimulated Raman scattering microscopy for medicinal chemistry and drug discovery

本文综述了受激拉曼散射显微技术（SRS）在药物发现中的应用，包括实时成像药物在细胞内的分布与代谢、分析药物-细胞相互作用、评估抗微生物耐药性，以及皮肤给药和制剂成分鉴定。SRS的高分辨率、非侵入性和多模态兼容性使其在癌症、真菌感染等疾病模型中具有显著优势，结合机器学习和光谱分析技术，提升了药物筛选和代谢研究的效率。

　　刺激拉曼散射（SRS）显微镜技术近年来在药物发现和医药化学领域取得了显著进展，其在生物样本中的应用正在为药物研究提供全新的视角。SRS显微镜是一种非侵入性、无标记的成像技术，能够提供高分辨率的分子信息，使研究人员能够观察药物在细胞和组织中的定位、代谢以及与细胞的相互作用。这一技术的出现，为预临床药物评估提供了重要的工具，尤其在降低药物开发过程中高失败率的背景下，SRS显微镜能够提供更精确的生物活性信息，有助于药物开发的早期筛选和优化。

SRS显微镜的核心优势在于其能够实现分子层面的成像，而不依赖于传统的荧光标记。这使得研究人员能够在活细胞和组织中观察药物的行为，而不会对细胞结构造成干扰。在药物开发过程中，许多步骤都会导致药物失败，例如缺乏临床疗效、毒性以及药物样性质（如吸收、生物利用度、运输和排泄）不佳。SRS显微镜通过提供详细的分子成像，有助于在这些早期阶段评估药物的潜力，从而减少后期昂贵的试验和失败的风险。

随着技术的不断进步，SRS显微镜的成像速度和分辨率得到了显著提升。传统的拉曼散射成像通常需要较长的时间来获取图像，而SRS利用双激光脉冲的相干效应，实现了更快的图像采集。这种技术不仅能够进行视频速率成像，还能够通过超分辨率SRS成像，获得更高精度的分子信息。此外，SRS还结合了多种成像方法，如多光子荧光、二次谐波生成、光声和光热成像，为多模态研究提供了可能性。

在生物医学研究中，SRS显微镜的应用不仅限于药物成像，还拓展到细胞代谢的可视化。例如，在癌症研究中，SRS能够揭示胆固醇代谢异常，如脂肪酸的积累和代谢途径的变化，从而帮助研究人员理解药物对细胞代谢的影响。同时，SRS在抗微生物治疗中也展现出潜力，可以用于快速评估抗生素的敏感性，并识别药物对微生物的代谢影响。这些研究有助于理解药物如何影响细胞内部的代谢网络，从而优化药物的治疗效果。

此外，SRS显微镜在皮肤成像和经皮给药研究中也发挥了重要作用。传统的药物渗透评估通常依赖于动物或人体组织的切片，而SRS可以在活体环境中实时监测药物的渗透路径和分布情况。这种技术能够提供更准确的皮肤药物渗透信息，为开发新型经皮给药系统提供支持。SRS还能够用于观察药物在皮肤和指甲中的扩散过程，从而帮助研究人员优化药物的递送方式。

在药物配方分析方面，SRS显微镜能够实现对药物和辅料的高分辨率成像，有助于评估药物在不同条件下的稳定性。例如，SRS可用于监测药物在不同存储条件下的分解过程，以及药物在不同制剂中的分布情况。这种技术在制药工业中具有重要的应用价值，特别是在质量控制和药物开发的早期阶段。

随着SRS技术的不断发展，其在药物研究中的应用也愈发广泛。从药物的分子定位、代谢分析到细胞和组织层面的成像，SRS显微镜为研究人员提供了多维度的分析手段。同时，结合机器学习和化学计量学的方法，使得SRS成像数据的解析更加高效和准确。这些技术的融合，使得SRS显微镜不仅能够用于药物研究，还能够拓展到更广泛的生物医学领域，如疾病诊断、药物靶点识别和药物作用机制研究。

总体来看，SRS显微镜在药物研究中的应用正在迅速扩展，其非侵入性和高分辨率成像能力使其成为药物开发和评估的重要工具。未来，随着技术的进一步优化和商业化，SRS显微镜有望在更多实验室和临床研究中得到应用，推动药物研究的创新和发展。