Significance: Mid-infrared (IR) imaging based on the vibrational transition of biomolecules provides good chemical-specific contrast in label-free imaging of biology tissues, making it a popular tool in both biomedical studies and clinical applications. However, the current technology typically requires thin and dried or extremely flat samples, whose complicated processing limits this technology’s broader translation. Aim: To address this issue, we report mid-IR photoacoustic microscopy (PAM), which can readily work with fresh and thick tissue samples, even when they have rough surfaces. Approach: We developed a transmission-mode mid-IR PAM system employing an optical parametric oscillation laser operating in the wavelength range from 2.5 to 12 μm. Due to its high sensitivity to optical absorption and the low ultrasonic attenuation of tissue, our PAM achieved greater probing depth than Fourier transform IR spectroscopy, thus enabling imaging fresh and thick tissue samples with rough surfaces. Results: In our spectroscopy study, the CH2 symmetric stretching at 2850 cm − 1 (3508 nm) was found to be an excellent source of endogenous contrast for lipids. At this wavenumber, we demonstrated label-free imaging of the lipid composition in fresh, manually cut, and unprocessed tissue sections of up to 3-mm thickness. Conclusions: Our technology requires no time-consuming sample preparation procedure and has great potential in both fast clinical histological analysis and fundamental biological studies.

中文翻译：

---

通过中红外光声显微镜对富含脂质的生物组织进行无标记成像

意义：基于生物分子振动转变的中红外 (IR) 成像在生物组织的无标记成像中提供了良好的化学特异性对比度，使其成为生物医学研究和临床应用中的流行工具。然而，当前的技术通常需要薄而干燥或非常平坦的样品，其复杂的处理限制了该技术的更广泛的转化。目的：为了解决这个问题，我们报告了中红外光声显微镜 (PAM)，它可以很容易地处理新鲜和厚的组织样本，即使它们具有粗糙的表面。方法：我们开发了一种传输模式中红外 PAM 系统，该系统采用在 2.5 至 12 μm 波长范围内工作的光学参量振荡激光器。由于其对光吸收的高灵敏度和组织的低超声衰减，我们的 PAM 实现了比傅立叶变换红外光谱更大的探测深度，从而能够对具有粗糙表面的新鲜和厚组织样本进行成像。结果：在我们的光谱研究中，发现 2850 cm - 1 (3508 nm) 处的 CH2 对称拉伸是脂质内源性对比度的极好来源。在此波数下，我们展示了厚度达 3 毫米的新鲜、手动切割和未加工组织切片中脂质成分的无标记成像。结论：我们的技术不需要耗时的样品制备程序，并且在快速临床组织学分析和基础生物学研究方面具有巨大潜力。发现在 2850 cm - 1 (3508 nm) 处的 CH2 对称拉伸是脂质内源性对比度的极好来源。在此波数下，我们展示了厚度达 3 毫米的新鲜、手动切割和未加工组织切片中脂质成分的无标记成像。结论：我们的技术不需要耗时的样品制备程序，并且在快速临床组织学分析和基础生物学研究方面具有巨大潜力。发现在 2850 cm - 1 (3508 nm) 处的 CH2 对称拉伸是脂质内源性对比度的极好来源。在此波数下，我们展示了厚度达 3 毫米的新鲜、手动切割和未加工组织切片中脂质成分的无标记成像。结论：我们的技术不需要耗时的样品制备程序，并且在快速临床组织学分析和基础生物学研究方面具有巨大潜力。