新一代高分辨化学成像显微镜——mIRage，极大地拓展了光学显微镜的应用■■★■★★。mIRage不仅具备传统荧光显微镜的荧光成像功能，还采用新型光学光热红外（O-PTIR）技术，能够对物质的分子结构进行无荧光标记的化学成像■★◆■，解决了传统化学成像空间分辨率低的问题◆★，其化学成像分辨高达500 nm★★★■◆，可在亚微米尺度上对细胞或组织内的目的蛋白或分子进行表征。这为代谢组学■★★★、细胞生物学、药物学等多个生命科学研究领域提供了新的手段★■■◆■，是对传统光学显微镜的全新拓展和补充◆◆■。
easyXAFS用户速递：Joule★■★！南京大学李朝升/闫世成/冯建勇团队提出载人深空探索中的氧回收策
在这项研究中，该团队结合了两种位于电磁波谱两端的成像模式用于直接评估单个神经元中的结构和化学信息■◆◆◆。结合基于新型光热红外 (O-PTIR)和同步加速器 X 射线荧光 (S-XRF) 纳米成像技术的无标记超分辨率微光谱进行亚细胞成像并捕获了同一神经元中β淀粉样蛋白的纤维形式。该研究发现在原代AD样神经元中，铁簇与升高的淀粉样蛋白β片层结构和氧化脂质共定位★■★。
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研究发现■■，硅橡胶婴儿奶嘴的主要成分为聚二甲基硅氧烷（PDMS）及树脂添加剂聚酰胺（PA）(图b和c)，在经过蒸汽消毒（100 °C）时表面发生降解并释放出微纳塑料颗粒(图a)。借助mIRage特有的化学成像技术■◆◆★★★，作者统计了奶嘴消毒过程中PDMS降解产生的1.5 μm以上塑料颗粒数量■◆★★，并估算出正常奶瓶喂养一年进入婴儿体内的该类微塑料总量约为66万颗，比此前文献报道的儿童从空气、水和食物中摄入的热塑性微塑料数量之和高出一个数量级；假如这些微塑料全部被排入环境，全球平均排放量可能高达5★◆◆.2万亿个/年。
在本研究中★★■■★，该团队构建了一个单细胞代谢成像平台，能够在各种人类衍生的 2D 和 3D 培养系统中以
如上图所示★★，该团队将hiPSC与神经胶质细胞在含有azide-PA的培养基中培养24h后，使用
如上图所示，该团队使用mIRage和S-XRF对单细胞整合成像，该团队首先使用mIRage可视化了β淀粉样蛋白片层结构和氧化脂质的分布（图a）；然后，使用S-XRF，可视化了相同神经元中金属离子的分布（图b）。通过拟合mIRage和S-XRF图像可以发现金属铁簇的位置与升高的β淀粉样蛋白片层结构和氧化脂质高度相关（图c和d）。
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进行成像发现，神经胶质细胞在2096 cm-1和1744 cm-1的信号强度（图A&图B），及总脂质/蛋白比（1740/1650）与新合成脂质/总脂质比（2096/1740）均高于hiPSC（图C&图D），表明在hiPSC分化过程中脂质的合成更加活跃，脂质的合成可能与早期脑发育有关◆◆■■★◆。
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近年来，光学显微镜的技术发展日新月异。其中★■◆，荧光显微镜技术的迅猛发展更是极大地改变了生命科学的研究方式■■，已经成为目前生命科学研究者对细胞★■■、组织进行成像的首选方法。
该团队成功应用mIRage化学成像显微镜揭示了硅橡胶奶嘴在蒸汽消毒过程中生成含有环状/支化聚硅氧烷或聚酰亚胺微纳塑料的过程及机制，发现了一个曾被忽视但重要的人体及环境中微纳塑料的来源（见下图）。
☛ 中科院过程工程研究所使用mIRage对利拉鲁肽微球的药物与载药颗粒的化学成分与空间分布进行了鉴定，该成果发表在
江苏省苏力环境科技有限责任公司192◆★★■.45万元采购搅拌器◆★■◆,液液萃取仪,快速溶剂萃取,气体采样器,气体..★■◆◆■★.
在本研究中★■◆★，该团队构建了一种基于益生元的AT 纳米无定形载药颗粒(PANA)，通过恢复肝脏和肠道健康来提高 AT 对非酒精性脂肪性肝（NAFLD）的疗效◆■★■★。非酒精性脂肪性肝病 (NAFLD) 的发病机制是多因素和复合性的★◆★◆★◆，其中脂质代谢紊乱引起的脂毒性是主要危险因素之一。阿托伐他汀 (AT) 是最广泛使用的降脂药物，然而，AT在肠道中的吸收率较低且该药物会对肠道菌群造成破坏。与口服AT相变，构建PANA载药颗粒在肝脏组织中表现出更好的药物积累。此外■★■★◆，PANA干预有效恢复了肠道健康■★◆，重建的肠道菌群，并改善了肠道免疫力、屏障完整性和炎症★■◆■■。
。通过加入叠氮化物标记的红外探针（azide-PA）■◆■◆，可用作核苷酸的修饰标记，脂肪酸代谢的分子探针；azide-PA加入培养基后，可被细胞利用合成甘油三酯，磷脂和固醇类。mIRage检测azide-PA的光谱结果显示和PA相比，其在2100cm-1具有叠氮基团的吸收峰，因此azide-PA非常适合用于检测细胞内的脂质分布。该团队通过此体系在前颗粒蛋白敲低的人类诱导多能干细胞及其分化的小胶质细胞中发现了上调的脂质代谢。
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瑞典隆德大学的Oxana Klementieva与Gunnar K■◆◆■■. Gouras团队使用光热红外和X射线荧光直接对神经元中的微量元素和相关分子结构进行化学成像，在这一研究中该团队使用mIRage对单神经元细胞中β淀粉样蛋白的分布和结构进行了分析，该成果在2021年以
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如上图所示◆◆，该研究团队使用mIRage对PANA的化学成分与空间分布进行了鉴定。上图为菊粉（益生元主要成分）、AT、PANA的红外光谱。PANA中随机选择的样品的红外拉曼光谱如图C（左）所示。AT中1◆◆■■■◆,523 cm
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南京大学季荣教授与美国麻省大学邢宝山教授等合作，利用先进的mIRage O-PTIR显微光谱仪，建立了（微）塑料表面亚微米尺度化学变化表征方法，首先证实了蒸汽消毒引起硅橡胶老化具有普遍性★◆◆，发现了一个曾被忽视但重要的人体及环境中微纳塑料的来源◆★◆★。该工作以
处的羰基吸收在菊粉样品中没有信号为AT的特征峰（菊粉无此吸收峰）。按照 1◆■,523 cm-1（绿色）和 1◆★◆★■,036 cm-1（红色）的映射，活性 AT 和益生元基质的图像在扫描区域（黄色）显示出相同的分布，这意味着 AT 和菊粉在颗粒中均匀混合。此外★★，在 PANA 颗粒中可以观察到 AT 在 1,580 cm-1的苯吸收、1■◆★◆,457 cm-1的强 C-C 吸收和菊粉在 1,164 cm-1的 C-O 拉伸。这些分析清楚地证实了活性药物在益生元基质中的封装和相对均匀的分布。
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这项研究使用mIRage/S-XRF联合单细胞成像证明了聚集铁与升高的β淀粉样蛋白片层结构共定位的显著相关性◆★◆■◆■，表明用 Aβ(1–42) 治疗可能导致Fe失衡，进而可能导致脂质氧化。该研究表明
然而，荧光显微镜技术均需要对成像目标进行荧光分子探针标记■■◆。这类荧光分子探针常易受光■■、氧、温度、pH等因素的影响，从而失去活性，导致实验数据不准确；并且有些荧光探针对不同的目标分子具有一定的亲和性，这导致无法对目标分子进行准确的测量■■■◆◆★，特异性不高◆★。此外，由于荧光显微镜的波段限制，一次实验通常不能使用超过6种颜色的荧光标记分子◆■■★◆■。这些技术条件限制了荧光显微镜技术在生物科学领域的进一步拓展应用，尤其在代谢组学、细胞生物学■★◆、药物学等需要对多种类目的蛋白或化合物进行成像的研究领域，科研工作者亟需一种能够兼具荧光成像和化学成像功能的新型显微镜技术。
加州大学圣巴巴拉分校的Kenneth S. Kosik研究组以棕榈酸叠氮化物（azide-PA）作为探针，使用
mIRage的特有优势：• 亚微米空间分辨的红外光谱和拉曼高光谱成像（~500 nm）■★■◆◆；
☛ 中国农业大学借助mIRage成功实现对玉米粉中痕量微塑料的原位可视化表征■◆★★。该工作发表在
