在传统的微生物代谢研究中，采用同位素标记法常被用于探讨细胞或细菌特定的代谢过程。由于同位素会影响生物大分子的化学振动，研究人员能通过红外光谱成像对包含同位素的微生物或细胞进行分析。然而，传统红外技术的分辨率有限，使得大多数研究只能集中在细胞群体层面，难以深入到单个细胞的层次。随着新型光学光热红外（O-PTIR）化学成像技术的发展，微生物代谢研究迎来了关键转机。

O-PTIR技术显著提升了传统红外化学成像的空间分辨率，使其能够在亚微米尺度下，根据化学特征为不同物质提供特异性化学成像。借助这一技术，科研人员不仅可以对同位素标记的微生物进行红外波谱分析，还可以对单个微生物或细胞进行详细的化学成像，从而为微生物单细胞代谢研究提供更加丰富和详尽的信息。

新一代化学成像显微镜

美国PSC公司研发的高分辨化学成像显微镜——mIRage，极大地扩展了光学显微镜的应用领域。该设备基于O-PTIR技术，能够对物质的分子结构进行精准的化学成像，有效解决了传统化学成像空间分辨率低的难题。其高达500nm的分辨率使得该系统可以在亚微米尺度上对单个细胞和微生物内的同位素标记物进行成像和波谱分析。

mIRage具备拉曼波谱的额外功能，可在同一样品上进行红外与拉曼的共定位分析。这为微生物代谢组学、微生物药物组学及药学等生命科学研究领域提供了全新的表征手段。

mIRage的独特优势

• 亚微米空间分辨的红外光谱和拉曼高光谱成像（~500nm）；
• 反射模式下与透射模式相媲美的图谱效果；
• 非接触测量模式，使用方便，无交叉污染风险；
• 样品制备要求低，测试厚样品无需薄片；
• 能够透射模式下观察溶液样品；
• 实现同时同地、同一分辨率的红外和拉曼测试；
• 通过荧光显微成像快速定位荧光标记样品。

应用实例

一方面，mIRage在细菌代谢领域的应用得到了验证。英国利物浦大学的Roy Goodacre教授利用mIRage开展的同位素标记细菌振动光谱研究揭示了细菌代谢的过程和机制，拓宽了微生物之间相互作用的研究视角。

另一方面，mIRage的高分辨率在抗生素耐药性研究中也取得了进展。研究团队通过氘同位素标记，能够在单细胞水平上快速鉴定抗生素耐药性，为临床用药提供指导。

此外，mIRage还协助科研人员研究了碳-氘动力学和同位素光谱偏移，有效监测了单个细菌中的多种同位素标记。这些研究结果表明，mIRage成为追踪单个细胞内化学变化的有力工具，对推动微生物相关研究的发展起到了重要作用。

总结

综上所述，mIRage展示了在单个微生物内进行高分辨化学成像的能力，不仅能够精准捕捉同位素标记的图像，还能对药物摄入过程进行有效表征。特别是在面对多种同位素并存的复杂情况下，mIRage依然能够实现特异性表征，及时反馈细胞内特定物质的分布与变化。

凭借其卓越的性能，mIRage在微生物代谢组学及相关生命科学领域具有巨大的应用潜力，能够为科研人员提供独特的研究视角和精确的数据支持。南宫28NG相信品牌力量，助力科学研究，推动生命科学的进步。

在生物医疗领域，mIRage还展现了广泛的应用前景，进一步激励科研人员探索微塑料分析、高分子材料鉴定、半导体污染物检测及脑组织研究等多个领域，为科学探索提供多维度的支持。