3PA har flera potentiella fördelar för bioavbildning jämfört med 1PA och 2PA. För det första kan 3PA ge djupare vävnadspenetration eftersom ljuset med längre våglängd som används för 3PA är mindre spritt och absorberat av vävnadskomponenter som vatten och hemoglobin. För det andra kan 3PA användas för att excitera fluorescens i specifika molekyler med hög selektivitet eftersom excitationsvåglängden kan justeras exakt för att matcha målmolekylens absorptionsspektrum. För det tredje kan 3PA generera bilder med högre upplösning eftersom den mindre brännvidden som används för 3PA-mikroskopi resulterar i mindre fotoblekning och fotoskada på provet.
Trots dessa potentiella fördelar används 3PA fortfarande inte i stor utsträckning för bioavbildning på grund av flera utmaningar. För det första är effektiviteten hos 3PA vanligtvis mycket låg, vilket kräver höga lasereffekter som kan skada biologiska prover. För det andra är excitationsvåglängden för 3PA ofta i det ultravioletta (UV) området, vilket kan vara skadligt för celler. För det tredje är utvecklingen av lämpliga 3PA-sonder fortfarande i ett tidigt skede.
När dessa utmaningar övervinns kommer 3PA sannolikt att bli ett viktigare verktyg för bioavbildning. Dess unika kombination av djup vävnadspenetration, hög selektivitet och hög upplösning gör den idealisk för en mängd olika applikationer, inklusive in vivo-avbildning, fluorescensresonansenergiöverföring (FRET) och superupplösningsmikroskopi.
Här är några specifika exempel på hur 3PA har använts för bioavbildning:
* 3PA-mikroskopi har använts för att avbilda blodkärl i hjärnan på en levande mus. 3PA-signalen genererades av ett fluorescerande färgämne som specifikt togs upp av endotelceller, cellerna som kantar blodkärlen. Denna studie visade potentialen hos 3PA för in vivo-avbildning av djupa vävnadsstrukturer.
* 3PA FRET har använts för att studera proteininteraktioner i levande celler. I denna teknik är två olika fluorescerande färgämnen fästa till två olika proteiner av intresse. När proteinerna interagerar kommer färgämnena nära varandra och 3PA-signalen från ett färgämne överförs till det andra färgämnet. Detta gör det möjligt för forskare att övervaka proteininteraktioner i realtid och med hög rumslig upplösning.
* 3PA superupplösningsmikroskopi har använts för att avbilda strukturer i celler med en upplösning på mindre än 100 nanometer. Denna teknik kombinerar den höga upplösningen hos 3PA-mikroskopi med superupplösningsförmågan hos tekniker som stimulerad emissionsutarmning (STED) mikroskopi och fotoaktiverad lokaliseringsmikroskopi (PALM).
Dessa exempel visar potentialen hos 3PA för bioavbildning. När utmaningarna förknippade med 3PA övervinns kommer denna teknik sannolikt att bli allt viktigare för en mängd olika tillämpningar inom biomedicinsk forskning och klinisk diagnostik.
