Two-Photon Upconversion Laser (Scanning and Wide-Field) Microscopy Using Ln<sup>3+</sup>-Doped NaYF<sub>4</sub> Upconverting Nanocrystals: A Critical Evaluation of their Performance and Potential in Bioimaging
Notice bibliographique
Résumé
We report a simple, yet effective method to disperse NaYF 4 nanocrystals (NCs) doped with luminescent Ln 3+ ions in water and physiological buffers using an amphiphilic polymer poly(ethylene glycol) monooleate. These water-dispersible NCs were used for in vivo imaging by employing two-photon upconversion laser scanning microscopy (TPULSM) and two-photon upconversion wide field microscopy (TPUWFM) techniques. Using the 800 nm upconverted emission from Tm 3+ ions, we show that (i) TPULSM imaging can be performed up to a depth of ∼600 μm inside an agar-milk gel tissue phantom and (ii) the edges of the object can still be identified. At depths beyond 600 μm, we observed a drastic decrease in the lateral resolution. Images of a mouse lung tissue obtained using this technique resulted in a lateral resolution with which we could observe the capillaries surrounding the alveoli air caps. The images lacked optical sectioning due to the high power density (∼2000 W/cm 2 ) necessary to achieve an adequate signal-to-noise ratio. In addition, the time taken to obtain these images was prolonged because of the slow scanning speed necessitated by the long lifetimes and the poor quantum yield of the upconversion process. Conversely, in vivo TPUWFM imaging using the same 800 nm emission of brain blood vessels of a mouse after skull thinning gave excellent lateral resolution to differentiate blood vessels separated by a few micrometers. In addition to this, optical sectioning was observed over a depth of 100 μm, which is the first instance of optical sectioning shown in in vivo imaging employing Ln 3+ -doped NCs as imaging agents. Experiments with the aforementioned tissue phantom showed that imaging up to a depth of ∼400 μm could be obtained with the 800 nm emission from Tm 3+ /Yb 3+ codoped NaYF 4 NCs with a lateral resolution that allows us to distinguish micrometer-sized biological structures. In contrast, when employing the green upconverted emission from Er 3+ /Yb 3+ codoped NaYF 4 NCs, lateral resolution was completely lost at a depth of ∼300 μm.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».