mIRage-LS是美国Photothermal公司基于mIRage亚微米光热红外显微镜的基础上于2022年推出的全球首款显微红外-拉曼-荧光多模态联用系统。本系统开创性地将光热红外（O-PTIR）技术与拉曼光谱无缝集成，真正实现了在同一时间、同一位点、同一空间分辨率（≤500nm），同步采集红外与拉曼信号。这标志着光谱成像正式迈入真正意义上的多模态协同分析新阶段。该系统继承了O-PTIR光热红外技术优势，包括亚微米级红外空间分辨率、非接触测量及无散射特性等。借助同一束可见探测激光，系统可同步激发并采集样品同一微区的拉曼信号，确保红外与拉曼数据在时间与空间上完全对应。

红外光谱提供非对称极性官能团的分子键振动信息，拉曼光谱则揭示材料的晶格结构与分子对称性信息。二者在相同尺度上直接关联、相互印证，为用户带来更全面、更可靠的化学与结构分析体验。

同时，该系统也集成了荧光成像联用功能，融合了荧光标记的高特异性与光热红外的高分辨率化学分析能力，建立起从快速定位到深度表征的一体化工作流程。研究人员可先借助荧光成像（包括标记荧光或自发荧光）快速、直观地锁定目标区域，如细胞器、药物分布、缺陷位置或微塑料等。随后，基于亚微米级分辨率的0-PTIR光热红外技术，可对荧光指示的微观目标进行快速、深入的化学组成分析。该技术为微塑料研究、药物开发、生命科学、失效分析等多个领域提供了强大的跨尺度表征手段。

该技术通过专利的双光束实现：一束可调谐中红外激光（泵浦光）激发样品分子键的特异性共振，诱导局部光热效应；另一束共线可见探测激光（532nm）同步测量微观尺度的热响应。通过探测532nm激光信号的变化，直接获取与FTIR高度一致的“分子指纹”红外光谱；通过电动样品台的移动，实现500nm空间分辨率的红外化学成像，该空间分辨率仅取决于可见光衍射极限（500nm），完全摆脱了长波红外光的限制，从而实现了空间分辨率不随测试波数变化而变化的高保真化学成像。

样品——几乎无需制备：

mIRage-LS显微红外-拉曼-荧光联用系统无需复杂的样品制备，即可对多种形态样品（如薄膜、颗粒、粉末、液相、气态、生物组织及复合材料等）进行无损、高分辨率表征，尤其适用于微区、异质结构及界面分析。

仪器特点：

■ 几乎无需制样，粗糙、原始样品直接测试，也适用于含水、粉末、液相及厚黑样品等

■ 同时具备红外、拉曼、荧光功能

■ 全谱段红外成像空间分辨率：≤500nm

■ 快速高空间分辨红外成像

■ 非接触测量，无交叉污染

■ 快速红外全谱测量（秒级），光谱可与标准红外光谱数据库匹配，无需数据修正

■ 微纳结构完全无散射假象（不受颗粒形状/尺寸或表面粗糙度影响）

■ 支持多环境变量原位测试：变温/高压/拉伸/挤压等

mIRage-LS 前沿应用：

同一台仪器上，红外与拉曼同步测量：

单个细菌样品的红外+拉曼同步测试红细胞红外+拉曼同步分析

同一台仪器上，红外与荧光成像联用：

神经胶质瘤细胞的共定位荧光成像+亚微米红外表征 mIRage-LS采用共定位荧光成像实现O-PTIR红外测量的精确定位

左侧：

神经胶质瘤细胞采用G3BP1标记蛋白质应激颗粒、DAPI标记细胞核、BODIPY标记脂质分子。

图像：RGB宽场落射荧光图像中，红色代表蛋白质应激颗粒，蓝色代表细胞核，绿色代表脂质。方形标记为光热红外光谱（O-PTIR）的采集点位，右图为明场图像，同样以方形标记光谱采集位置。仅需数秒即可在左图与右图标注点位处采集光热红外光谱，可观测到显著的光谱差异，该差异与目标亚细胞结构特征一致。值得重点关注的是，蛋白质应激颗粒对应的酰胺I谱带出现微弱偏移，表明该区域蛋白质二级结构大概率与其他位置存在区别。

右侧：

研究人员利用Amytracker 630对阿尔茨海默病小鼠模型脑组织切片进行染色以标记淀粉样蛋白聚集体，用AF488染色标记蛋白质，DAPI染色标记细胞核。左图为染色样本的明场图像，右图为RGB荧光图像，红色区域标注出淀粉样蛋白聚集区域。可以发现，荧光图像中标记的部分淀粉样蛋白聚集体在明场图像中难以分辨。下图为沿荧光图像中标注的线扫描路径采集的平均O-PTIR光谱，蓝色光谱取自聚集体区域，红色光谱取自聚集体外围区域。聚集体的平均光谱在酰胺 I 带呈现明显特征差异，在 1631cm^-1处具有显著光谱特征峰，这是蛋白质β折叠结构的典型特征。该实验清晰证实了两项联用技术的实用价值：借助荧光成像定位明场显微镜下不易观察的淀粉样蛋白聚集区域，再通过亚微米级O-PTIR光谱采集分子组分信息，该技术对蛋白质二级结构高度敏感，也是红外光谱的核心优势。

生命科学

单细胞脂质代谢 hiPSC大脑类器官脂质代谢