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Die Fähigkeit, Gewebe dreidimensional (3D) mit label-freiem molekularem Kontrast auf der Mesoskala zu bildgeben, wäre eine wertvolle Fähigkeit in der Biologie und Biomedizin. Hier stellen wir die Raman-spektrale Projektionstomographie (RSPT) für die volumetrische molekulare Bildgebung mit optischer sub-millimeter räumlicher Auflösung vor. Wir haben ein RSPT-Bildgebungsinstrument entwickelt, das in der Lage ist, 3D-molekulare Kontraste in transparenten und semi-transparenten Proben bereitzustellen. Zudem haben wir eine rechnergestützte Pipeline für multivariate Rekonstruktionen erstellt, um label-freie räumliche molekulare Informationen aus Raman-Projektionsdaten zu extrahieren. Mit diesen Werkzeugen zeigen wir die Bildgebung und Visualisierung von Phantom-Modellen verschiedener komplexer Formen mit label-freiem molekularem Kontrast. Schließlich wenden wir RSPT als Werkzeug für die Bildgebung von molekularen Gradienten und Heterogenitäten der extrazellulären Matrix in fixierten und lebenden gewebe-engineered Konstrukten sowie explantierten nativen Knorpelgeweben an. Wir zeigen, dass es ein günstiges Gleichgewicht gibt, bei dem der Einsatz der Raman-Spektroskopie mit ihren Vorteilen in der Bildgebung lebender Zellen und label-freiem molekularem Kontrast die Reduzierung der Bildauflösung und Unschärfe, die durch diffuse Photonenpropagation verursacht wird, überwiegt. Somit eröffnet die RSPT-Bildgebung neue Möglichkeiten für die label-freie molekulare Überwachung von Geweben.
Stepula et al. (Mon,) studierten diese Frage.