Applications of Vibrational Spectroscopy for Analysis of Connective Tissues.
Applications of Vibrational Spectroscopy for Analysis of Connective Tissues.
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DOI：
10.3390/molecules26040922
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发表时间：
2021-02-09
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Pleshko N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Querido W;Kandel S;Pleshko N
振动光谱学的进步推动了对生物组织的分子组成和结构的新认识。在这篇综述中，我们讨论了常见的模式和技术的振动光谱，并提出了关键的例子来说明它们是如何被应用到丰富的结缔组织的评估。特别是，我们专注于应用傅里叶变换红外（FTIR），近红外（NIR）和拉曼光谱，以评估软骨和骨的属性。我们目前的优势和局限性，每种方法，并讨论了光谱仪与显微镜（高光谱成像）和光纤探头的组合，大大推进了他们的生物医学应用。我们展示了这些模式如何用于评估几乎任何类型的样品（体外，原位或体内），以及如何“光谱指纹”可以被解释为量化与组织成分和质量相关的结果。我们强调了振动光谱作为一种无标记的，通常是无损的方法来评估与正常，发展，老化，病理和治疗组织相关的细胞外基质（ECM）的特性的无与伦比的优势。我们相信，这篇综述不仅有助于读者更好地理解FTIR、NIR和拉曼光谱的应用，而且有助于读者在自己的研究项目中实施这些方法。
Advances in vibrational spectroscopy have propelled new insights into the molecular composition and structure of biological tissues. In this review, we discuss common modalities and techniques of vibrational spectroscopy, and present key examples to illustrate how they have been applied to enrich the assessment of connective tissues. In particular, we focus on applications of Fourier transform infrared (FTIR), near infrared (NIR) and Raman spectroscopy to assess cartilage and bone properties. We present strengths and limitations of each approach and discuss how the combination of spectrometers with microscopes (hyperspectral imaging) and fiber optic probes have greatly advanced their biomedical applications. We show how these modalities may be used to evaluate virtually any type of sample (ex vivo, in situ or in vivo) and how “spectral fingerprints” can be interpreted to quantify outcomes related to tissue composition and quality. We highlight the unparalleled advantage of vibrational spectroscopy as a label-free and often nondestructive approach to assess properties of the extracellular matrix (ECM) associated with normal, developing, aging, pathological and treated tissues. We believe this review will assist readers not only in better understanding applications of FTIR, NIR and Raman spectroscopy, but also in implementing these approaches for their own research projects.
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10.1016/j.jmbbm.2012.11.022
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