Label-Free Optical Metabolic Imaging in Cells and Tissues.
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DOI：
10.1146/annurev-bioeng-071516-044730
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发表时间：
2023-06-08
影响因子：
9.7
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
在过去的半个世纪里，代谢辅因子NADH（还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）和FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）的自发荧光已在多种细胞类型和疾病状态中进行了定量。随着非线性光学显微镜技术在生物医学研究中的广泛应用，NADH和FAD成像为非侵入性监测细胞和组织状态以及阐明细胞或组织代谢的动态变化提供了有吸引力的解决方案。已经开发了各种工具和方法来测量NADH和FAD自发荧光的时间、光谱和空间特性。具体而言，辅因子荧光强度和NADH荧光寿命参数的光学氧化还原比已用于许多应用中，但仍有大量工作要使该技术成熟，以了解代谢的动态变化。本文介绍了我们的光学灵敏度不同的代谢途径，并强调了目前在该领域的挑战的当前理解。最近的进展，在解决这些挑战，并获得更多的定量信息，更快，更代谢相关的格式进行了讨论。
Over the last half century, the autofluorescence of the metabolic cofactors NADH (reduced nicotinamide adenine dinucleotide) and FAD (flavin adenine dinucleotide) has been quantified in a variety of cell types and disease states. With the spread of nonlinear optical microscopy techniques in biomedical research, NADH and FAD imaging has offered an attractive solution to noninvasively monitor cell and tissue status and elucidate dynamic changes in cell or tissue metabolism. Various tools and methods to measure the temporal, spectral, and spatial properties of NADH and FAD autofluorescence have been developed. Specifically, an optical redox ratio of cofactor fluorescence intensities and NADH fluorescence lifetime parameters have been used in numerous applications, but significant work remains to mature this technology for understanding dynamic changes in metabolism. This article describes the current understanding of our optical sensitivity to different metabolic pathways and highlights current challenges in the field. Recent progress in addressing these challenges and acquiring more quantitative information in faster and more metabolically relevant formats is also discussed.
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通讯作者：
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