—— PROUCTS LIST
用SRS顯微鏡對配方產品進行表征分析
成分定位和皮膚滲透可視化
從(cong) 藥品和消費者健康產(chan) 品到農(nong) 用化學品和油漆，霜劑、糊劑、凝膠、乳劑和片劑常見於(yu) 眾(zhong) 多製造領域。為(wei) 提高有效性以及產(chan) 品性能和安全性，有必要了解產(chan) 品中各成分之間的相互作用。具備能評估活性成分的結構、穩定性並對其輸送進行可視化的技術對配方產(chan) 品製造業(ye) 而言具有重大價(jia) 值。
成分分布可視化
受激拉曼散射（SRS）和相幹反斯托克斯拉曼散射（CARS）可提供具有高空間和時間分辨率的無標記化學信息，因此非常適合用於(yu) 可視化配方產(chan) 品的結構，包括監測單一成分在使用期間的所帶來的結果（包括在使用期間監測單一組分的命運）。通過選擇適當的拉曼位移，可以從(cong) 預先存在的單個(ge) 成分的拉曼光譜（圖1左），或從(cong) 獲取λ掃描生成的SRS光譜（見下文，以及圖3中的示例）進行SRS對比，從(cong) 而對單一成分進行成像。
圖1：左：在532nm激發下獲得的石蠟（紅色）和水（藍色）的自發拉曼光譜。右：用SRS顯微鏡對商業(ye) 水乳劑配方進行成像，以顯示凡士林油相（紅色，2850 cm-1處的CH₂鍵）vs水相（藍色，3400 cm-1處的O-H鍵）。通過簡單地將一小滴樣品置於(yu) 兩(liang) 個(ge) 蓋玻片之間，準備進行正向SRS成像。
除了這些對比波數外，還應在附近預期無拉曼強度的波數處獲取“非共振"控製圖像（見圖2中的示例），從(cong) 而確保檢測到的信號基於(yu) 拉曼光譜，並能識別任何雜散信號，如激光吸收產(chan) 生的偽(wei) 影。在各成分/相的所需波數下獲得圖像後，可將圖像合並成一個(ge) 複合圖像，從(cong) 而了解材料中不同成分之間的關(guan) 聯性。除了SRS對比，還可通過使用二次諧波生成或熒光等方法來同時成像，獲得其他結構信息。圖2中的圖像顯示了用SRS顯微鏡成像的防曬霜樣品中油vs水的相位分布，以及用SHG可視化的氧化鋅顆粒。
圖2：用SRS和SHG顯微鏡對防曬霜配方進行成像，用正向SRS顯示油相vs水相，用epi-SHG顯示氧化鋅顆粒分布。
生成SRS光譜以提供化學和結構信息
SRS光譜可通過執行λ掃描來生成，在此期間，SRS圖像在泵浦光束的波長上以非常小的增量被捕獲，以生成跨越感興(xing) 趣波數範圍的圖像棧。圖3顯示了在含有多種活性成分的皮膚用藥物配方上獲得的這種λ掃描圖像棧。當泵浦光束掃過與(yu) 拉曼光譜的指紋區相對應的波長時，不同的成分依次受到激發，因為(wei) 其波數受到刺激。獲得這些圖像棧後，可立即選擇相關(guan) 特征來生成感興(xing) 趣區域（ROI）。從(cong) 這些ROI中，通過繪製ROI SRS信號強度和泵浦光束波長（可轉換為(wei) 波數）的關(guan) 係，生成SRS光譜。有時，為(wei) 波長堆棧中所有圖像生成最大投影有助於(yu) 在一張圖像中實現所有特征的可視化，確保不會(hui) 遺漏任何重要特征。
皮膚用藥物配方的SRS λ掃描圖像堆棧。
圖3：左：皮膚用藥物配方的SRS λ掃描。從(cong) 顯示的圖像棧中創建的最大投影圖像，注釋描述了ROI。在約2000 cm-1至1000 cm-1的範圍內(nei) ，以泵浦光束的0.1 nm增量獲取圖像。右：各ROI的SRS光譜根據SRS信號強度和波長繪製而成。
從(cong) λ掃描中生成SRS光譜後，可立即將這些光譜與(yu) 單一成分的自發拉曼光譜進行比較。將光譜信息與(yu) 圖像中的形態信息相結合，對配方的問題分析具有重大價(jia) 值，如識別是否存在多晶、共晶或氧化產(chan) 物。
皮膚中成分滲透的可視化
除了分析配方本身的特性外，SRS顯微鏡也可用於(yu) 對單一成分使用後帶來的最終結果進行可視化。例如，監測化學品在皮膚中的滲透，這在藥物輸送和化學風險評估中具有極其重要的應用價(jia) 值。圖4顯示了4-氰基苯酚給藥後皮膚的圖像。將組織冷凍切片，用SRS成像，以在2235 cm-1（品紅色）處通過腈基官能團的對比來顯示這種化合物的分布。在2850 cm-1處使用CH2鍵振動模式（紅色）、在1666 cm-1處采用酰胺I（藍色）以及使用SHG通道的膠原蛋白分布（綠色），對皮膚結構進行可視化。
圖4：4-氰基苯酚給藥後的豬皮膚的正向SRS和Epi-SHG合成圖像。在2850 cm-1處使用CH2鍵振動模式（紅色）、在1666 cm-1處采用酰胺I（藍色）以及使用SHG通道的膠原蛋白分布（綠色），對皮膚結構進行可視化。在2235 cm-1處采用腈基官能團顯示4-氰基苯酚的分布（品紅色）。*
由於(yu) SRS信號與(yu) 濃度呈線性關(guan) 係，因此有可能通過圖像分析提取某些定量信息，例如，化學物質的相對濃度和皮膚深度。對於(yu) 在同一共焦平麵上成像的物理截麵，該操作合理且簡單。然而，當對三維標本進行成像時，必須對激光散射和隨著深度增加產(chan) 生的吸收所致的信號損失進行校正。
試圖對不含dute化學官能團的化學物質進行成像時，有時很難獲得特定的對比度。在這種情況下，對感興(xing) 趣的分子進行氘化，可幫助將峰值轉移到拉曼光譜的生物“沉默"區域，該區域的組織中幾乎無自然存在的信號。這種方法可便於(yu) 對敏感和化學特異性成分進行可視化，而無需引入會(hui) 擾亂(luan) 物理化學特性，從(cong) 而擾亂(luan) 藥代動力學特征的熒光基團。另外，還可采用多變量數據分析方法，對不同成分進行光譜拆分。
致謝
衷心感謝“分析化學信托基金"和“分析測量科學共同體(ti) "的支持。
*數據通過與(yu) 英國巴斯大學的Richard Guy教授小組合作獲得。本研究的資金部分由美國食品藥品監督管理局資助（1U01FD006533-01）。所有觀點不一定反映美國衛生與(yu) 公眾(zhong) 服務部的guanfang政策；提到任何商品名稱、商業(ye) 慣例或組織也不一定獲得美國政府的認可。
參考文獻：
· Saar BG, Contreras-Rojas LR, Xie XS and Guy RH (2011). Imaging drug delivery to skin with stimulated Raman scattering microscopy. Molecular Pharmaceutics. 8, 969-75.
· Belsey NA, Garrett NL, Contreras-Rojas LR, Pickup-Gerlaugh AJ, Price GJ, Moger J and Guy, RH (2014). Evaluation of drug delivery to intact and porated skin by coherent Raman scattering and fluorescence microscopies. Journal of Controlled Release, 174, 37-42.
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