Nature新技术：欢迎进入彩色的世界

　　好莱坞电影《绿野仙踪》一个标志性的时刻就是主演 Judy Garland饰演的桃乐丝从堪萨斯黑与白的世界踏入了彩色的奥兹王国。而对于红外成像来说，一个标志性的时刻则是最新这项首次发现的全彩IR红外断层摄影技术（IR tomography）。

　　

生物通报道：好莱坞电影《绿野仙踪》一个标志性的时刻就是主演 Judy Garland饰演的桃乐丝从堪萨斯黑与白的世界踏入了彩色的奥兹王国。而对于红外成像来说，一个标志性的时刻则是最新这项首次发现的全彩IR红外断层摄影技术（IR tomography）。

这项研究由美国部能源部劳伦斯伯克利国家实验室和威斯康星大学密尔沃基（UWM）分校的研究人员合作完成，他们将傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪与计算机断层扫描（CT扫描）技术结合起来，创建了一种非破坏性的三维成像技术，能通过无需染色或改变样品的方式，解析生物或其他样品中分子水平前所未有的详细信息。

文章作者，伯克利实验室红外成像专家Michael Martin表示，“令三维重构图像出现色彩的构象十分强大”，“我们都见过漂亮的带颜色的3D效果医疗扫描图，如骨色骨骼，但是那仅仅是艺术效果。现在，我们可以利用光谱识别一块骨头中的特定类型的矿物质，然后在3D重建图像中让每个类型匹配上指定的颜色。”

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Martin是这篇文章的通讯作者之一，这一研究成果公布在Nature Methods杂志上，标题为“3D spectral imaging with synchrotron Fourier transform infrared spectro-microtomography”。另外一位通讯作者是UWM的物理学家Carol Hirschmugl。

研究人员利用FTIR光谱成像（FTIR spectroscopy）技术对蛋白质和其他生物样品进行研究，因为这种技术是非破坏性的，并且可以在不改变样品的情况下进行。Martin和Hirschmugl，以及他们的同事将FTIR技术与计算机断层扫描技术结合起来，完成了首次FTIR红外光谱显微层析技术（FTIR spectro-microtomography）实验。

目前研究人员已成功利用这种技术获得了一种开花植物zinnia细胞壁的分子结构三维成像，通过FTIR spectro-microtomography，他们更好的理解了这种植物细胞壁的化学组成和结构特点。此外研究人员还利用这种技术分析人类头发，以及多能小鼠干细胞。

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（生物通：张迪）

原文摘要：

3D spectral imaging with synchrotron Fourier transform infrared spectro-microtomography

We report Fourier transform infrared spectro-microtomography, a nondestructive three-dimensional imaging approach that reveals the distribution of distinctive chemical compositions throughout an intact biological or materials sample. The method combines mid-infrared absorption contrast with computed tomographic data acquisition and reconstruction to enhance chemical and morphological localization by determining a complete infrared spectrum for every voxel (millions of spectra determined per sample).

 

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