在传统的生物医疗研究中，同位素标记法通常被用作探索细胞和微生物特定代谢过程的有效工具。由于同位素能够影响生物大分子的化学振动，科研人员可以通过红外光谱成像技术，对含有同位素的细胞或微生物进行详细检测。然而，传统红外技术的分辨率受限，导致大部分研究只能集中在细胞群落层面，难以深入到单个细胞的分析。随着新型光学光热红外（O-PTIR）化学成像技术的发展，这一领域正迎来重要的转机。

这一新技术显著提高了传统红外化学成像的空间分辨率，能够在亚微米尺度上，通过化学特征实现不同物质的特异性成像。借助O-PTIR技术，研究人员不仅可以对同位素标记的微生物进行红外光谱分析，还能够实现对单个细胞的化学成像，从而为微生物单细胞代谢的研究提供更为详尽的信息。

新一代化学成像显微镜——mIRage

来自美国PSC公司的新一代高分辨化学成像显微镜——mIRage，是在光学显微镜应用方面的重要创新。该设备基于新型光学光热红外（O-PTIR）技术，能够有效解决传统化学成像低空间分辨率的问题，其化学成像分辨率高达500nm，能够在亚微米尺度上对单个细胞内的同位素标记物进行精确成像和波谱分析。同时，该系统还具备拉曼波谱功能，可以对同一样品进行红外波谱和拉曼共定位分析，为生命科学研究领域，包括微生物代谢组学、药物组学等提供新的表征手段。

mIRage的独特优势

• 亚微米空间分辨的红外光谱和拉曼高光谱成像（~500nm）
• 反射模式下的图谱效果与透射模式相媲美
• 非接触测量模式，操作简单无交叉污染风险
• 几乎无需样品制备（无需薄片），可以测试较厚样品
• 可在透射模式下观察液体样品
• 实现同时同地的IR和拉曼测试，保持相同分辨率
• 支持荧光显微成像，实现快速定位荧光标记的样品

mIRage在生物医疗研究中的应用

助力单细胞层面的同位素成像研究

英国利物浦大学的Roy Goodacre教授最近利用mIRage进行了一项关于同位素标记细菌振动光谱的研究。该研究通过红外光谱和成像分析揭示了细菌的代谢过程和机制，并探讨了微生物之间的相互作用。这一创新性研究运用O-PTIR技术，成功实现了对单细胞水平上细菌吞并标记化合物过程的准确评估，为细菌代谢研究提供了新路径。

推动细菌耐药性研究

mIRage近期在细菌抗药性研究中显示出其高空间分辨率和优越光谱质量。一支科研团队利用氘同位素标记技术，在单细胞水平上快速鉴定抗菌素耐药性。在这项研究中，结合O-PTIR化学成像技术的非破坏性表型分析方法，团队通过氘同位素探测与多元统计分析，检测了尿路致病大肠杆菌的抗生素耐药性。

研究多种同位素的光谱变化

利用mIRage，科研人员能够在单细胞层面研究碳和氘动力学及其同位素光谱的变化。该研究结合多种重稳定同位素，评估了在红外区域所有可能的同位素光谱偏移。这一结果证明了O-PTIR在监测单个细菌中多种同位素标记的有效性。

总结

综上所述，mIRage显示了其在单个微生物内同位素标记物质的高分辨化学成像能力。这不仅使得研究人员能够准确捕捉到单个细胞的同位素图像，还能深入表征单个细胞内同位素药物的摄入过程。mIRage在面对多种同位素的复杂环境中，依然能够提供准确的化学变化和分布反馈，展现出巨大的应用潜力，特别是在微生物代谢组学、药物代谢等生物医疗领域。凭借尊龙凯时的优秀技术支持，mIRage为研究者提供了崭新的科研视角与精准的数据分析。

此外，mIRage作为集荧光、红外和拉曼于一体的化学成像显微镜，也在多个研究领域得到了广泛应用，通过其非接触亚微米分辨率的同步测量系统，为科学探索提供了强有力的支持。