[Watching dance of the molecules - CARS microscopy]

Postepy Biochem. 2017;63(1):44-52.
[Article in Polish]

Abstract

CARS (Coherent Anti-Stokes Raman Scattering) microscopy is an imaging method for living cells visualization as well as for food or cosmetics material analysis without the need for staining. The near infrared laser source generates the CARS signal - the characteristic intrinsic vibrational contrast of the molecules in a sample which is no longer caused by staining, but by the molecules themselves. It provides the benefit of a non-toxic, non-destructive and almost noninvasive method for sample imaging. CARS can easily be combined with fluorescence confocal microscopy so it is an excellent complementary imaging method. In this article we showed some of the applications for this technology: imaging of lipid droplets inside human HaCaT cells and analysis of the composition of cosmetic products. Moreover we believe, that soon new fields of application become accessible for this rapidly developing branch of microscopy.

Mikroskopia CARS (ang. Coherent Anti-Stokes Raman Scattering) jest metodą pozwalającą na kontrastowe obrazowanie niewybarwionych próbek: zarówno preparatów biologicznych jak również próbek w przemyśle spożywczym lub kosmetycznym. W mikroskopii tej światło z zakresu bliskiej podczerwieni generowane przez laser wchodzi w interakcję z wibrującymi cząsteczkami w próbce, co powoduje zmianę ich energii i emisję sygnału CARS. Sygnał ten jest wykorzystywany do specyficznej wizualizacji różnych frakcji cząsteczek w preparacie, dzięki temu możemy badać morfologię próbki jak i analizować jej skład. W niniejszym artykule pokazujemy niektóre zastosowania metody obrazowania CARS: obrazowanie kropel tłuszczu wewnątrz komórek ludzkiej linii HaCaT oraz analizę składu produktów kosmetycznych. Możliwość wykonywania trójwymiarowych rekonstrukcji niewybarwionego materiału, jak również weryfikacji jego składu chemicznego, otwiera dla mikroskopii CARS drogę do wielu innych zastosowań w biologii i medycynie.

Keywords: CARS microscopy; Confocal microscopy; Raman spectroscopy; Raman spectrum.

MeSH terms

  • Cell Line
  • Humans
  • Infrared Rays
  • Lasers
  • Light
  • Microscopy*
  • Spectrum Analysis, Raman*