Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с микроскопией с двухфотонным возбуждением .

Визуализирующая микроскопия второй гармоники ( SHIM ) основана на нелинейном оптическом эффекте, известном как генерация второй гармоники (SHG). SHIM был создан как жизнеспособный механизм контрастирования изображений микроскопа для визуализации структуры и функции клеток и тканей . [1] Микроскоп второй гармоники получает контрасты от изменений способности образца генерировать свет второй гармоники из падающего света, в то время как обычный оптический микроскоп получает его контраст, обнаруживая изменения в оптической плотности , длине пути или показателе преломления образца. . ГВГ требует интенсивноголазерный свет, проходящий через материал с нецентросимметричной молекулярной структурой. Свет второй гармоники, исходящий из материала ГВГ, составляет ровно половину длины волны (удвоенная частота) света, входящего в материал. В то время как двухфотонно-возбужденная флуоресценция (TPEF) также является двухфотонным процессом, TPEF теряет некоторую энергию во время релаксации возбужденного состояния, в то время как SHG сохраняет энергию. Обычно неорганический кристалл используется для получения света ГВГ, такого как ниобат лития (LiNbO 3 ), титанилфосфат калия (KTP = KTiOPO 4 ) и триборат лития (LBO = LiB 3 O 5.). Хотя ГВГ требует, чтобы материал имел определенную молекулярную ориентацию для удвоения частоты падающего света, некоторые биологические материалы могут быть сильно поляризуемыми и собираться в довольно упорядоченные большие нецентросимметричные структуры. Биологические материалы, такие как коллаген, микротрубочки и мышечный миозин [2], могут производить сигналы SHG. Диаграмма ГВГ в основном определяется условием фазового согласования. Обычная установка для системы визуализации SHG будет иметь лазерный сканирующий микроскоп с титаново-сапфировой синхронизацией мод.лазер как источник возбуждения. Сигнал SHG распространяется в прямом направлении. Однако некоторые эксперименты показали, что объекты порядка одной десятой длины волны генерируемого сигнала ГВГ будут давать почти равные прямые и обратные сигналы.

Изображение второй гармоники коллагена (показано белым) в печени

Преимущества [ править ]

SHIM предлагает несколько преимуществ для визуализации живых клеток и тканей. ГВГ не включает возбуждение молекул, как другие методы, такие как флуоресцентная микроскопия, поэтому молекулы не должны подвергаться воздействию фототоксичности или фотообесцвечивания . Кроме того, поскольку многие биологические структуры производят сильные сигналы SHG, мечение молекул экзогенными зондами не требуется, что также может изменить способ функционирования биологической системы. Используя длины волн ближнего инфракрасного диапазона для падающего света, SHIM имеет возможность создавать трехмерные изображения образцов путем визуализации более глубоких слоев толстых тканей.

Отличие и взаимодополняемость с двухфотонной флуоресценцией (2PEF) [ править ]

Две фотоны флуоресценции ( 2PEF ) является очень отличается процесс от SHG : она включает в себя возбуждение электронов на более высокие энергетические уровни, а также последующей де-возбуждении излучением фотонов ( в отличие от SHG, хотя это также процесс 2-фотон). Таким образом, 2PEF - это некогерентный процесс, пространственный (изотропно излучаемый) и временный (широкий спектр, зависящий от образца). Он также не специфичен для определенной конструкции, в отличие от SHG. [3]

Следовательно, он может быть связан с SHG при многофотонной визуализации, чтобы выявить некоторые молекулы, которые действительно производят автофлуоресценцию , такие как эластин в тканях (в то время как SHG выявляет, например, коллаген или миозин ). [3]

История [ править ]

До того, как ГВГ была использована для визуализации, первая демонстрация ГВГ была проведена в 1961 году П.А. Франкеном, Г. Вайнрайхом, К.В. Петерсом и А.Е. Хиллом в Мичиганском университете, Анн-Арбор, с использованием образца кварца. [4] В 1968 году ГВГ из интерфейсов был обнаружен Бломбергеном [5] и с тех пор используется в качестве инструмента для определения характеристик поверхностей и исследования динамики границ раздела. В 1971 году Файн и Хансен сообщили о первом наблюдении ГВГ в образцах биологических тканей. [6] В 1974 году Хеллварт и Кристенсен впервые сообщили об интеграции ГВГ и микроскопии путем визуализации сигналов ГВГ от поликристаллического ZnSe . [7] В 1977 году Колин Шеппард.получили изображения различных кристаллов ГВГ с помощью сканирующего оптического микроскопа. Первые эксперименты по биологической визуализации были проведены Фройндом и Дойчем в 1986 году для изучения ориентации коллагеновых волокон в сухожилиях хвоста крысы . [8] В 1993 году Льюис исследовал реакцию стириловых красителей на вторую гармонику в электрических полях . Он также показал работы по визуализации живых клеток. В 2006 г. группа Горо Мизутани разработала несканирующий SHG-микроскоп, который значительно сокращает время, необходимое для наблюдения за большими образцами, даже если двухфотонный широкопольный мискроскоп был опубликован в 1996 г. [9]и мог быть использован для обнаружения ГВГ. ГВГ-микроскоп без сканирования использовался для наблюдения за растительным крахмалом , [10] [11] мегамолекулой, [12] паутинным шелком [13] [14] и так далее. В 2010 году SHG была распространена на визуализацию всего животного in vivo . [15] [16] В 2019 году применение ГВГ расширилось, когда оно было применено к использованию агрохимикатов выборочного изображения непосредственно на поверхности листьев, чтобы обеспечить способ оценки эффективности пестицидов. [17]

Количественные измерения [ править ]

Ориентационная анизотропия [ править ]

Анизотропия поляризации ГВГ может использоваться для определения ориентации и степени организации белков в тканях, поскольку сигналы ГВГ имеют четко определенные поляризации. Используя уравнение анизотропии: [18]

и получение интенсивностей поляризаций в параллельном и перпендикулярном направлениях. Высокое значение указывает на анизотропную ориентацию, тогда как низкое значение указывает на изотропную структуру. В работе, проведенной Campagnola и Loew, [18] было обнаружено, что волокна коллагена образуют хорошо выровненные структуры с ценностью.

Вперед назад назад SHG [ править ]

См. Также: Генерация второй гармоники § Шаблон_излучения

ГВГ, являясь когерентным процессом ( пространственным и временным ), хранит информацию о направлении возбуждения и не изотропно излучается. Он в основном излучается в прямом направлении (так же, как возбуждение), но может также излучаться в обратном направлении в зависимости от условия фазового согласования . Действительно, длина когерентности, за которой уменьшается преобразование сигнала, составляет:

с для прямого, но для обратного, что >> . Следовательно, более толстые структуры будут появляться предпочтительно в прямом направлении, а более тонкие - в обратном: поскольку преобразование ГВГ зависит в первом приближении от квадрата числа нелинейных преобразователей, сигнал будет выше, если он будет излучаться толстыми структурами, таким образом, сигнал будет в прямом направлении. направление будет выше, чем в обратном. Однако ткань может рассеивать генерируемый свет, и часть ГВГ впереди может отражаться в обратном направлении. [19] Затем может быть рассчитано отношение прямого и обратного F / B, [19]и является показателем глобального размера и расположения конвертеров SHG (обычно фибрилл коллагена). Также можно показать, что чем больше угол отклонения от плоскости рассеивателя, тем выше его отношение F / B (см. Рис. 2.14 в [20] ).

ГВГ с поляризационным разрешением [ править ]

Преимущества поляриметрии были объединены с SHG в 2002 году Stoller et al. [21] Поляриметрия может измерять ориентацию и порядок на молекулярном уровне, и в сочетании с ГВГ она может делать это со специфичностью к определенным структурам, таким как коллаген: поляризационная микроскопия ГВГ (p-SHG), таким образом, является расширением микроскопии ГВГ. [22] p-SHG определяет другой параметр анизотропии, как: [23]

который, как и r , является мерой основной ориентации и беспорядка отображаемой структуры. Поскольку это часто выполняется в длинных цилиндрических нитях (например, коллагене), эта анизотропия часто равна , [24] где - тензор нелинейной восприимчивости, а X - направление нити (или главное направление структуры), Y ортогонально X и Z - распространение возбуждающего света. Ориентацию ϕ волокон в плоскости XY изображения также можно извлечь из p-SHG с помощью анализа БПФ и нанести на карту. [24] [25]

Квантование фиброза [ править ]

Коллаген (частный случай, но широко изученный в микроскопии ГВГ) может существовать в различных формах: 28 различных типов, из которых 5 являются фибриллярными. Одна из задач - определить и количественно оценить количество фибриллярного коллагена в ткани, чтобы увидеть его эволюцию и взаимосвязь с другими неколлагеновыми материалами. [26]

С этой целью изображение, полученное при микроскопии ГВГ, необходимо скорректировать, чтобы удалить небольшое количество остаточной флуоресценции или шума, которые существуют на длине волны ГВГ. После этого можно применить маску для количественного определения коллагена внутри изображения. [26] Среди других методов квантования, вероятно, это метод с наивысшей специфичностью, воспроизводимостью и применимостью, несмотря на то, что он довольно сложен. [26]

Другое [ править ]

Он также использовался, чтобы доказать, что обратные потенциалы действия проникают в дендритные шипы без ослабления напряжения, создавая прочную основу для будущей работы по долгосрочному потенцированию . Его использование здесь заключалось в том, что он давал возможность точно измерить напряжение в крошечных дендритных шипах с точностью, недостижимой с помощью стандартной двухфотонной микроскопии. [27] Между тем, SHG может эффективно преобразовывать ближний инфракрасный свет в видимый свет для обеспечения фотодинамической терапии под визуализацией, преодолевая ограничения глубины проникновения. [28]

Материалы, которые можно отображать [ править ]

Биологические ткани, полученные с помощью микроскопии генерации второй гармоники (ГВГ). (а) Поперечный разрез роговицы человека. (б) Скелетные мышцы рыбок данио (миозин). (c) Сухожилие хвоста взрослой мыши. (d) Поверхностный хрящ колена взрослой лошади.

ГВГ-микроскопию и ее расширения можно использовать для изучения различных тканей: некоторые примеры изображений представлены на рисунке ниже: коллаген внутри внеклеточного матрикса остается основным приложением. Его можно найти в сухожилиях, коже, костях, роговице, аорте, фасции, хрящах, менисках, межпозвонковых дисках ...

Миозин также можно визуализировать в скелетных или сердечных мышцах.

Таблица 1: Материалы, видимые или эффективно генерирующие ГВГ.
ТипМатериалНашел вСигнал ГВГСпецифика
УглеводовЦеллюлозаДерево , зеленые растения , водоросли .Довольно слабый в нормальной целлюлозе [17], но существенный в кристаллической или нанокристаллической целлюлозе.-
КрахмалОсновные продукты питания , зеленые растенияДовольно интенсивный сигнал [29]хиральность находится на микро- и макроуровне, а ГВГ различается при правой или левой круговой поляризации.
Мегамолекулярный полисахарид сакранЦианобактерииИз сакранового хлопчатобумажного комка, волокон и литых пленок.сигнал от пленок слабее [12]
ПротеинФиброин и серицинПаучий шелкДовольно слабый[13]
Коллаген [8]сухожилие , кожа , кость , роговица , аорта , фасция , хрящ , мениск , межпозвонковые диски  ; соединительной тканиДовольно сильно, зависит от типа коллагена (образует ли он фибриллы, волокна?)нелинейная восприимчивость компонента тензора является , , , с \ и / \ 1.4 в большинстве случаев
МиозинСкелетная или сердечная мышца [2]Довольно сильнонелинейная восприимчивость компонента тензора является , , с \ а / \ 0,6 <1 в отличие от коллагена
ТубулинМикротрубочки в митозе или мейозе , [30] или в дендритах [31]Довольно слабыйМикротрубочки должны быть выровнены, чтобы эффективно генерировать
МинералыПьезоэлектрические кристаллыТакже называемые нелинейными кристалламиСильный, если согласовано по фазеРазличные типы фазового согласования, критические или некритические

Связь с микроскопией THG [ править ]

Микроскопия третьей гармоники (THG) может быть дополнением к SHG-микроскопии, поскольку она чувствительна к поперечным поверхностям и к нелинейной восприимчивости 3-го порядка [32] · [33]  

Приложения [ править ]

Прогрессирование рака, характеристика опухоли [ править ]

Маммографическая плотность коррелируют с коллагеном плотностью, таким образом , ГСП может быть использован для выявления рака молочной железы . [34] SHG, как правило , в сочетании с другими нелинейными методами , такими , как Когерентная антистоксова комбинационного рассеяния или двухфотонной микроскопии возбуждения , как часть подпрограммы под названием многофотонной микроскопии (или томографии) , что обеспечивает неинвазивный и быстрое в естественных условиях гистологии из биопсии, которые могут быть злокачественными. [35]

Рак груди [ править ]

Сравнение прямого и обратного изображений ГВГ дает представление о микроструктуре коллагена, которая сама по себе связана со степенью и стадией опухоли , а также ее прогрессированием в груди . [36] Сравнение SHG и 2PEF также может показать изменение ориентации коллагена в опухолях . [37] Даже если ГВГ-микроскопия внесла большой вклад в исследования рака груди, она еще не признана надежным методом в больницах или для диагностики этой патологии в целом. [36]

Рак яичников [ править ]

Здоровые яичники представляют собой однородный эпителиальный слой и хорошо организованный коллаген в своей строме в SHG , тогда как аномальные яичники представляют собой эпителий с крупными клетками и измененной структурой коллагена. [36] Коэффициент r (см. # Ориентационная анизотропия ) также используется [38], чтобы показать, что выравнивание фибрилл немного выше для злокачественных тканей, чем для нормальных тканей.

Рак кожи [ править ]

SHG снова объединяется с 2PEF и используется для расчета соотношения:

где shg (соотв. tpef) - это количество пикселей с пороговым значением в изображении SHG (соответственно 2PEF), [39] высокий MFSI означает чистое изображение SHG (без флуоресценции). Самый высокий MFSI обнаруживается в раковых тканях [36], что обеспечивает контрастный режим для дифференциации от нормальных тканей.

SHG также была объединена с генерацией третьей гармоники (THG), чтобы показать, что обратная (см. #Forward over backward SHG ) THG выше в опухолях. [40]

Рак поджелудочной железы [ править ]

Изменения ультраструктуры коллагена при раке поджелудочной железы можно исследовать с помощью многофотонной флуоресценции и SHIM с поляризационным разрешением. [41]

Другие виды рака [ править ]

ГВГ-микроскопия использовалась для исследования рака легких , толстой кишки , стромы пищевода и шейки матки . [36]

Обнаружение патологий [ править ]

Изменения в организации или полярности фибрилл коллагена могут быть признаками патологии. [42] [43]

В частности, анизотропия выравнивания коллагеновых волокон позволила отличить здоровую дерму от патологических рубцов на коже . [44] Кроме того, патологии хряща, такие как остеоартрит, можно исследовать с помощью поляризационной микроскопии SHG. [45] [46] SHIM был позже распространен на фибро-хрящ ( мениск ). [47]

Тканевая инженерия [ править ]

Способность SHG отображать определенные молекулы может выявить структуру определенного материала ткани по одному материалу за раз и в различных масштабах (от макро до микро) с помощью микроскопии. Например, коллаген (тип I) специфически визуализируется из внеклеточного матрикса (ЕСМ) клеток или когда он служит каркасом или соединительным материалом в тканях. [48] SHG также обнаруживает фиброин в шелке , миозин в мышцах и биосинтезированную целлюлозу.. Все эти возможности визуализации могут быть использованы для создания искусственных тканей путем нацеливания на определенные точки ткани: SHG действительно может количественно измерить некоторые ориентации, а также количество и расположение материала. [48] Кроме того, ГВГ в сочетании с другими многофотонными методами может служить для мониторинга развития инженерных тканей, однако, когда образец относительно тонкий. [49] Конечно, они, наконец, могут быть использованы для контроля качества изготовленных тканей. [49]

Строение глаза [ править ]

Считается , что роговица на поверхности глаза состоит из фанерной структуры коллагена из-за свойств самоорганизации достаточно плотного коллагена . [50] Тем не менее, коллагеновая ориентация ламелей в этой ткани все еще обсуждается . [51] Кератоконус роговицы также можно визуализировать с помощью ГВГ, чтобы выявить морфологические изменения коллагена . [52] Кроме того, микроскопия третьей гармоники (THG) используется для визуализации роговицы , которая дополняет сигнал SHG, поскольку максимумы THG и SHG в этой ткани часто находятся в разных местах. [53]

См. Также [ править ]

  • Генерация второй гармоники
  • Нелинейная оптика
  • Микроскопия с двухфотонным возбуждением

Источники [ править ]

  • Шмитт, Майкл; Майерхёфер, Томас; Попп, Юрген; Клеппе, Инго; Weisshartannée, Клаус (2013). Справочник по биофотонике, глава 3 Взаимодействие света и вещества . Вайли. DOI : 10.1002 / 9783527643981.bphot003 . ISBN 9783527643981.
  • Павоне, Франческо С .; Кампаньола, Пол Дж. (2016). Визуализация второго поколения гармоник, 2-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4398-4914-9.
  • Campagnola, Paul J .; Кларк, Хизер А .; Mohler, William A .; Льюис, Аарон; Лоу, Лесли М. (2001). "Вторая гармоническая визуализация микроскопии живых клеток" (PDF) . Журнал биомедицинской оптики . 6 (3): 277–286. Bibcode : 2001JBO ..... 6..277C . DOI : 10.1117 / 1.1383294 . HDL : 2047 / d20000323 . PMID  11516317 .
  • Campagnola, Paul J .; Лоу, Лесли М (2003). «Визуализирующая микроскопия второй гармоники для визуализации биомолекулярных массивов в клетках, тканях и организмах» (PDF) . Природа Биотехнологии . 21 (11): 1356–1360. DOI : 10.1038 / nbt894 . PMID  14595363 . S2CID  18701570 . Архивировано из оригинального (PDF) 04 марта 2016 года.
  • Stoller, P .; Райзер, КМ; Селльерс, ПМ; Рубенчик AM (2002). «Поляризационно-модулированная генерация второй гармоники в коллагене» . Биофиз. Дж . 82 (6): 3330–3342. Bibcode : 2002BpJ .... 82.3330S . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (02) 75673-7 . PMC  1302120 . PMID  12023255 .
  • Han, M .; Giese, G .; Билле, Дж. Ф. (2005). «Визуализация генерации второй гармоники фибрилл коллагена в роговице и склере» . Опт. Экспресс . 13 (15): 5791–5797. Bibcode : 2005OExpr..13.5791H . DOI : 10.1364 / opex.13.005791 . PMID  19498583 .
  • Кениг, Карстен (2018). Многофотонная микроскопия и визуализация флуоресценции в течение жизни - приложения в биологии и медицине . Де Грюйтер. ISBN 978-3-11-042998-5.
  • Кейхосрави, Адиб; Bredfeldt, Jeremy S .; Сагар, Абдул Кадер; Элисейри, Кевин В. (2014). «Визуализация рака поколения второй гармоники (из« Количественной визуализации в клеточной биологии Дженнифер С. Уотерс, Торстен Виттман »)» . Методы клеточной биологии . 123 : 531–546. DOI : 10.1016 / B978-0-12-420138-5.00028-8 . ISSN  0091-679X . PMID  24974046 .
  • Ханри Ю; Нур Аида Абдул Рахим (2013). Визуализация в клеточной и тканевой инженерии, 1-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9780367445867.
  • Чикки, Риккардо; Фоглер, Надин; Капсокаливас, Димитриос; Дицек, Бенджамин; Попп, Юрген; Павоне, Франческо Саверио (2013). «От молекулярной структуры к архитектуре ткани: организация коллагена под микроскопом SHG» . Журнал биофотоники . 6 (2): 129–142. DOI : 10.1002 / jbio.201200092 . PMID  22791562 .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Хуан Карлос Стокерт, Альфонсо Бласкес-Кастро (2017). «Глава 19 Нелинейная оптика» . Флуоресцентная микроскопия в науках о жизни . Издательство Bentham Science. С. 642–686. ISBN 978-1-68108-519-7. Проверено 24 декабря 2017 года .
  2. ^ a b Nucciotti, V .; Stringari, C .; Sacconi, L .; Vanzi, F .; Fusi, L .; Linari, M .; Piazzesi, G .; Lombardi, V .; Павоне, Ф.С. (2010). «Исследование структурной конформации миозина in vivo с помощью микроскопии генерации второй гармоники» . Труды Национальной академии наук . 107 (17): 7763–7768. Bibcode : 2010PNAS..107.7763N . DOI : 10.1073 / pnas.0914782107 . ISSN 0027-8424 . PMC 2867856 . PMID 20385845 .   
  3. ^ а б Чен, Сии; Кампаньола, П.Дж. (2016). «Микроскопия SHG и ее сравнение с THG, CARS и многофотонной флуоресцентной визуализацией». Визуализация второго поколения гармоник, 2-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4398-4914-9.
  4. ^ Франкен, Питер; Weinreich, G; Петерс, CW; Хилл, AE (1961). «Генерация оптических гармоник» . Письма с физическим обзором . 7 (4): 118–119. Полномочный код : 1961PhRvL ... 7..118F . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.7.118 .
  5. ^ Bloembergen, N .; Чанг, РК; Джа, СС; Ли, CH (1968). «Генерация второй оптической гармоники при отражении от сред с инверсионной симметрией». Физический обзор . 174 (813): 813–822. Полномочный код : 1968PhRv..174..813B . DOI : 10.1103 / PhysRev.174.813 .
  6. ^ Хорошо, S .; Хансен, WP (1971). «Генерация второй оптической гармоники в биологических системах». Прикладная оптика . 10 (10): 2350–2353. Bibcode : 1971ApOpt..10.2350F . DOI : 10,1364 / AO.10.002350 . PMID 20111328 . 
  7. ^ Хеллварт, Роберт; Кристенсен, Пол (1974). «Нелинейно-оптическое микроскопическое исследование структуры поликристаллического ZnSe». Оптика Коммуникации . 12 (3): 318–322. Bibcode : 1974OptCo..12..318H . DOI : 10.1016 / 0030-4018 (74) 90024-8 .
  8. ^ a b Freund, I .; Дойч, М. (1986). «Микроскопия второй гармоники биологической ткани». Письма об оптике . 11 (2): 94–96. Bibcode : 1986OptL ... 11 ... 94F . DOI : 10.1364 / OL.11.000094 . PMID 19730544 . 
  9. ^ Brakenhoff, GJ; Sonoda, Y .; Squier, J .; Norris, T .; Блитон, AC; Уэйд, MH; Эти, Б. (1996). «Двухфотонная конфокальная микроскопия в реальном времени с использованием афемтосекундной системы Тисапфира с усилением». Журнал микроскопии . 181 (3): 253–259. DOI : 10.1046 / j.1365-2818.1996.97379.x . ЛВП : 2027,42 / 71623 . PMID 8642584 . S2CID 12174100 .  
  10. ^ Mizutani, G .; Sonoda, Y .; Sano, H .; Сакамото, М .; Takahashi, T .; Ушиода, С. (2000). «Обнаружение гранул крахмала в живом растении с помощью оптической микроскопии второй гармоники». Журнал люминесценции . 87 : 824–826. Bibcode : 2000JLum ... 87..824M . DOI : 10.1016 / S0022-2313 (99) 00428-7 .
  11. ^ Чжао, Юэ; Такахаши, Сёго; Ли, Янжун; Хиен, КТТ; Мацубара, Акира; Мизутани, Горо; Накамура, Ясунори (2018). «Непрочные зерна риса, наблюдаемые с помощью микроскопии генерации второй гармоники фемтосекундного импульсного лазера» . J. Phys. Chem. B . 122 (32): 7855–7861. arXiv : 1808.05449 . DOI : 10,7566 / JPSJ.86.124401 . PMID 30040415 . S2CID 51687400 .  
  12. ^ а б Чжао, Юэ; Хиен, Хуат Тхи Ту; Мизутани, Горо; Rutt, Harvey N .; Аморнвачирабоди, Киттима; Окадзима, Майко; Канеко, Тацуо (2017). «Оптические изображения второй гармоники агрегатов сакрановых мегамолекул». Журнал Оптического общества Америки A . 34 (2): 146–152. arXiv : 1702.07165 . Bibcode : 2017JOSAA..34..146Z . DOI : 10.1364 / JOSAA.34.000146 . PMID 28157840 . S2CID 4533122 .  
  13. ^ а б Чжао, Юэ; Хиен, Хуат Тхи Ту; Мизутани, Горо; Ратт, Харви Н. (июнь 2017 г.). «Нелинейно-оптическая микроскопия второго порядка паучьего шелка». В прикладной физике . 123 (6): 188. arXiv : 1706.03186 . Bibcode : 2017ApPhB.123..188Z . DOI : 10.1007 / s00340-017-6766-Z . S2CID 51684427 . 
  14. ^ Чжао, Юэ; Ли, Янжун; Хиен, КТТ; Мизутани, Горо; Ратт, Харви Н. (2019). "Наблюдение паучьего шелка с помощью микроскопии генерации второй гармоники фемтосекундного импульсного лазера". Прибой. Интерфейс Anal . 51 (1): 50–56. arXiv : 1812.10390 . DOI : 10.1002 / sia.6545 . S2CID 104921418 . 
  15. ^ Коэн, BE (2010). «Биологическая визуализация: за пределами флуоресценции». Природа . 467 (7314): 407–8. Bibcode : 2010Natur.467..407C . DOI : 10.1038 / 467407a . PMID 20864989 . S2CID 205058963 .  
  16. ^ Pantazis, P .; Мэлони, Дж .; Wu, D .; Фрейзер, С. (2010). «Нанозонды, генерирующие вторую гармонику (ГВГ) для визуализации in vivo» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (33): 14535–14540. Bibcode : 2010PNAS..10714535P . DOI : 10.1073 / pnas.1004748107 . PMC 2930484 . PMID 20668245 .  
  17. ^ a b Граббс, Бенджамин; Эттер, Николай; Слотер, Уэсли; Питтсфорд, Александр; Смит, Коннор; Шмитт, Пол (август 2019). «Недорогой сканирующий пучок микроскоп для генерации второй гармоники с применением для агрохимических разработок и испытаний». Аналитическая химия . 91 (18): 11723–11730. DOI : 10.1021 / acs.analchem.9b02304 . PMID 31424922 . 
  18. ^ a b Campagnola, Пол Дж; Лоу, Лесли М (2003). «Визуализирующая микроскопия второй гармоники для визуализации биомолекулярных массивов в клетках, тканях и организмах». Природа Биотехнологии . 21 (11): 1356–1360. DOI : 10.1038 / nbt894 . ISSN 1087-0156 . PMID 14595363 . S2CID 18701570 .   
  19. ^ а б Чен, Сии; Надиарынх Олег; Плотников, Сергей; Кампаньола, Пол Дж (2012). «Микроскопия генерации второй гармоники для количественного анализа фибриллярной структуры коллагена» . Протоколы природы . 7 (4): 654–669. DOI : 10.1038 / nprot.2012.009 . ISSN 1754-2189 . PMC 4337962 . PMID 22402635 .   
  20. ^ Чикки, Риккардо; Саккони, Леонардо; Ванци, Франческо; Павоне, Франческо С. (2016). «Как построить аппарат ГВГ» в визуализации второго поколения гармоник, 2-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4398-4914-9.
  21. ^ Stoller, P .; Reiser, K .; Celliers, P .; Рубенчик, А. (2002). «Поляризационно-модулированная генерация второй гармоники в коллагене» . Биофиз. Дж . 82 (6): 3330–3342. Bibcode : 2002BpJ .... 82.3330S . DOI : 10.1016 / S0006-3495 (02) 75673-7 . PMC 1302120 . PMID 12023255 .  
  22. ^ Дюбуассе, Жюльен; Айт-Белкасем, Дора; Рош, Мюриэль; Риньо, Эрве; Брасселе, Софи (2012). «Общая модель молекулярного ориентационного распределения, исследованная с помощью поляризационно-разрешенной генерации второй гармоники» (PDF) . Physical Review . 85 (4): 043829. Bibcode : 2012PhRvA..85d3829D . DOI : 10.1103 / PhysRevA.85.043829 . ISSN 1050-2947 .  
  23. ^ Теулон, Клэр; Гусаченко, Иван; Латур, Гаэль; Шанн-Кляйн, Мари-Клер (2015). «Теоретическое, численное и экспериментальное исследование геометрических параметров, влияющих на измерения анизотропии в поляризационно-разрешенной ГВГ-микроскопии» (PDF) . Оптика Экспресс . 23 (7): 9313–28. Bibcode : 2015OExpr..23.9313T . DOI : 10,1364 / OE.23.009313 . ISSN 1094-4087 . PMID 25968762 .   
  24. ^ a b Гусаченко, Иван; Тран, Вьетнам; Хуссен, Янник Гулам; Аллен, Жан-Марк; Шанн-Кляйн, Мари-Клер (2012). «Генерация второй гармоники с поляризационным разрешением в сухожилиях при механическом растяжении» . Биофизический журнал . 102 (9): 2220–2229. Bibcode : 2012BpJ ... 102.2220G . DOI : 10.1016 / j.bpj.2012.03.068 . ISSN 0006-3495 . PMC 3341536 . PMID 22824287 .   
  25. ^ Мазумдер, Нирмал; Дека, Гитанджал; Ву, Вэй-Вэнь; Гогои, Анкур; Чжо, Гуань-Ю; Као, Фу-Джен (2017). "Поляризационно-разрешенная микроскопия второй гармоники". Методы . 128 : 105–118. DOI : 10.1016 / j.ymeth.2017.06.012 . ISSN 1046-2023 . PMID 28624539 .  
  26. ^ a b c Мари-Клэр Шанн-Кляйн (2016). «SHG-визуализация коллагена и применение для квантования фиброза» в «Визуализации второго поколения гармоник», 2-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4398-4914-9.
  27. ^ Нурия, Муцуо; Цзян, Цзян; Немет, Вооз; Eisenthal, Kenneth B .; Юсте, Рафаэль (2006). «Визуализация мембранного потенциала в дендритных шипах» . PNAS . 103 (3): 786–790. Bibcode : 2006PNAS..103..786N . DOI : 10.1073 / pnas.0510092103 . PMC 1334676 . PMID 16407122 .  
  28. ^ Гу, Бобо; Плисс, Артем; Кузьмин, Андрей Н. (2016). «Генерация второй гармоники in-situ раковой клеткой, нацеленной на нанокристаллы ZnO, чтобы произвести фотодинамическое действие в субклеточном пространстве». Биоматериалы . 104 : 78–86. DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2016.07.012 . PMID 27442221 . 
  29. ^ Псилодимитракопулос, Сотирис; Амат-Ролдан, Иван; Лоза-Альварес, Пабло; Артигас, Дэвид (2010). «Оценка угла наклона спирали амилопектина в крахмале с использованием поляризационной микроскопии генерации второй гармоники». Журнал оптики . 12 (8): 084007. Bibcode : 2010JOpt ... 12h4007P . DOI : 10.1088 / 2040-8978 / 12/8/084007 . hdl : 2117/10342 . ISSN 2040-8978 . 
  30. ^ Павоне, Франческо S .; Кампаньола, П.Дж. (2016). Визуализация второго поколения гармоник, 2-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4398-4914-9.
  31. ^ Ван Стинберген, В .; Boesmans, W .; Ли, З .; de Coene, Y .; Винц, К .; Baatsen, P .; Dewachter, I .; Ameloot, M .; Глины, К .; Ванден Берге, П. (2019). "Молекулярное понимание безметки изображения второй гармоники микротрубочек" . Nature Communications . 10 (1): 3530. Bibcode : 2019NatCo..10.3530V . DOI : 10.1038 / s41467-019-11463-8 . ISSN 2041-1723 . PMC 6684603 . PMID 31387998 .   
  32. ^ Barad, Y .; Eisenberg, H .; Horowitz, M .; Зильберберг Ю. (1997). «Нелинейная сканирующая лазерная микроскопия на основе генерации третьей гармоники». Письма по прикладной физике . 70 (8): 922–924. Bibcode : 1997ApPhL..70..922B . DOI : 10.1063 / 1.118442 . ISSN 0003-6951 . 
  33. ^ Olivier, N .; Луенго-Ороз, Массачусетс; Duloquin, L .; Faure, E .; Сави, Т .; Veilleux, I .; Solinas, X .; Debarre, D .; Bourgine, P .; Santos, A .; Peyrieras, N .; Борепэр, Э. (2010). «Реконструкция клеточного происхождения ранних эмбрионов рыбок данио с помощью нелинейной микроскопии без метки». Наука . 329 (5994): 967–971. Bibcode : 2010Sci ... 329..967O . DOI : 10.1126 / science.1189428 . ISSN 0036-8075 . PMID 20724640 . S2CID 6971291 .   
  34. ^ Аловами, Салем; Труп, Сандра; Аль-Хаддад, Сахар; Киркпатрик, Иэн; Уотсон, Питер H (2003). «Маммографическая плотность связана с экспрессией стромы и стромального протеогликана» . Исследование рака груди . 5 (5): Р129-35. DOI : 10.1186 / bcr622 . ISSN 1465-542X . PMC 314426 . PMID 12927043 .   
  35. Перейти ↑ König, Karsten (2018). "Многофотонная томография (МФТ)" Глава 13 в многофотонной микроскопии и флуоресцентной визуализации в течение жизни - приложения в биологии и медицине . Де Грюйтер. ISBN 978-3-11-042998-5.
  36. ^ a b c d e Кейхосрави, Адиб; Bredfeldt, Jeremy S .; Сагар, Абдул Кадер; Элисейри, Кевин В. (2014). «Визуализация рака поколения второй гармоники (из« Количественной визуализации в клеточной биологии Дженнифер С. Уотерс, Торстен Виттман »)» . Методы клеточной биологии . 123 : 531–546. DOI : 10.1016 / B978-0-12-420138-5.00028-8 . ISSN 0091-679X . PMID 24974046 .  
  37. ^ Провенцано, Паоло П; Элисейри, Кевин В. Кэмпбелл, Джей М.; Инман, Дэвид Р.; Белый, Джон Джи; Кили, Патрисия Дж (2006). «Реорганизация коллагена на границе опухоль-строма облегчает местную инвазию» . BMC Medicine . 4 (38): 38. DOI : 10,1186 / 1741-7015-4-38 . PMC 1781458 . PMID 17190588 .  
  38. ^ Надиарных, Олег; ЛаКомб, Рональд Б. Брюэр, Молли А; Кампаньола, Пол Дж (2010). «Изменения внеклеточного матрикса при раке яичников, изученные с помощью визуализирующей микроскопии второго поколения гармоник» . BMC Рак . 10 (1): 94. DOI : 10.1186 / 1471-2407-10-94 . ISSN 1471-2407 . PMC 2841668 . PMID 20222963 .   
  39. ^ Лин, Сун-Ян; Джи, Шио-Хва; Куо, Чиен-Жуй; Ву, Руэй-младший; Линь, Вэй-Чжоу; Чен, Джау-Шиух; Ляо, И-Хуа; Сюй, Чжи-Юнг; Цай, Цен-Фанг; Чен, Ян-Фанг; Донг, Чен-Юань (2006). «Отличие базальноклеточного рака от нормальной стромы дермы с помощью количественной многофотонной визуализации». Письма об оптике . 31 (18): 2756–8. Bibcode : 2006OptL ... 31.2756L . DOI : 10.1364 / OL.31.002756 . ISSN 0146-9592 . PMID 16936882 .  
  40. ^ Чен, Сзу-Ю; Чен, Ши-Уан; У, Хай-Инь; Ли, Вен-Дженг; Ляо, И-Хуа; Сунь, Чи-Куанг (2009). «Виртуальная биопсия кожи человека in vivo с использованием неинвазивной микроскопии генерации высших гармоник». IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics . 16 (3): 478–492. DOI : 10.1109 / JSTQE.2009.2031987 . S2CID 21644641 . 
  41. ^ Токарз, Даниэль; Cisek, Ричард; Джозеф, Ариана; Голараи, Ахмад; Мирсанае, Камдин; Круглов, Сергей; Asa, Sylvia L .; Уилсон, Брайан Ч .; Барзда, Виргиниюс (2019). "Характеристика ткани рака поджелудочной железы с помощью многофотонной флуоресценции возбуждения и поляризационно-чувствительной микроскопии генерации гармоник" . Границы онкологии . 9 : 272. DOI : 10,3389 / fonc.2019.00272 . ISSN 2234-943X . PMC 6478795 . PMID 31058080 .   
  42. Перейти ↑ König, Karsten (2018). Многофотонная микроскопия и визуализация флуоресценции в течение жизни - приложения в биологии и медицине . Де Грюйтер. ISBN 978-3-11-042998-5.
  43. ^ Cicchi, Риккардо (2014). «Новая цифровая патология: просто скажите NLO» . Пищеварительные заболевания и науки . 59 (7): 1347–1348. DOI : 10.1007 / s10620-014-3165-8 . ISSN 0163-2116 . PMID 24817337 .  
  44. ^ Чикки, Риккардо; Фоглер, Надин; Капсокаливас, Димитриос; Дицек, Бенджамин; Попп, Юрген; Павоне, Франческо Саверио (2013). «От молекулярной структуры к архитектуре ткани: организация коллагена под микроскопом SHG» . Журнал биофотоники . 6 (2): 129–142. DOI : 10.1002 / jbio.201200092 . ISSN 1864-063X . PMID 22791562 .  
  45. ^ Мэнсфилд, Джессика С .; Винлав, К. Питер; Могер, Джулиан; Матчер, Стив Дж. (2008). «Расположение коллагеновых волокон в нормальном и больном хряще изучено с помощью поляризационно-чувствительной нелинейной микроскопии». Журнал биомедицинской оптики . 13 (4): 044020. Bibcode : 2008JBO .... 13d4020M . DOI : 10.1117 / 1.2950318 . ЛВП : 10036/4485 . ISSN 1083-3668 . PMID 19021348 .  
  46. ^ Да, Элвин Т .; Хаммер-Уилсон, Мари Дж .; Ван Сикл, Дэвид С.; Бентон, Хилари П .; Зуми, Айкатерини; Тромберг, Брюс Дж .; Пиви, Джордж М. (2005). «Нелинейно-оптическая микроскопия суставного хряща» . Остеоартроз и хрящ . 13 (4): 345–352. DOI : 10.1016 / j.joca.2004.12.007 . ISSN 1063-4584 . PMID 15780648 .  
  47. ^ Хан, Woojin M .; Хео, Су-Джин; Driscoll, Tristan P .; Делукка, Джон Ф .; Маклеод, Клэр М .; Смит, Лахлан Дж .; Duncan, Randall L .; Mauck, Роберт Л .; Эллиотт, Дон М. (2016). «Микроструктурная неоднородность определяет микромеханику и механобиологию нативного и сконструированного волокнистого хряща» . Материалы природы . 15 (4): 477–484. Bibcode : 2016NatMa..15..477H . DOI : 10.1038 / nmat4520 . ISSN 1476-1122 . PMC 4805445 . PMID 26726994 .   
  48. ^ а б Чен, WL; Ли, HS (2016). «SHG-визуализация для тканевой инженерии». Визуализация второго поколения гармоник, 2-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4398-4914-9.
  49. ^ а б Энейдер, А .; Бракманн, К. (2020). «Использование многофотонной микроскопии для тканевой инженерии» . Визуализация в клеточной и тканевой инженерии, 1-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9780367445867.
  50. ^ Krachmer, JH; Маннис, MJ; Голландия, EJ (2005). Роговица, основы, диагностика и лечение. 2-е издание . Elsevier Mosby. ISBN 0323023150.
  51. ^ Буэно, Хуан М .; Авила, Франсиско Дж .; Мартинес-Гарсия, М. Кармен (2019). «Количественный анализ распределения коллагена роговицы после перекрестного связывания in vivo с помощью микроскопии второй гармоники» . BioMed Research International . 2019 : 3860498. дои : 10,1155 / 2019/3860498 . ISSN 2314-6133 . PMC 6348900 . PMID 30756083 .   
  52. ^ Morishige, N .; Shin-gyou-uchi, R .; Azumi, H .; Ohta, H .; Morita, Y .; Yamada, N .; Kimura, K .; Такахара, А .; Сонода, К.-Х. (2014). «Количественный анализ коллагеновых пластинок в нормальной и кератоконической роговице человека с помощью микроскопии изображений второго поколения» . Исследовательская офтальмология и визуализация . 55 (12): 8377–8385. DOI : 10.1167 / iovs.14-15348 . ISSN 0146-0404 . PMID 25425311 .  
  53. ^ Olivier, N .; Débarre, D .; Борепэр, Э. (2016). "Микроскопия клеток и тканей THG: механизмы контраста и их применение". Визуализация второго поколения гармоник, 2-е издание . CRC Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-4398-4914-9.