Селективная визуализация коллагена II типа с использованием генерации суммарной частоты (SFG)

Коллагены I и II типов имеют высоко консервативные тройные спиральные каркасы и сходные колебательные спектры C-H-растяжения, что ограничивает возможность обычных спектроскопических методов и методов генерации второй гармоники однозначно различать их в нативных и искусственно созданных матриксах. Сочетание поляризационно-разрешённых измерений генерации суммарной частоты (SFG) с тензорным моделированием отклика C-H-растяжения позволило выявить асимметричную моду коллагена, измеряемую по тензорному элементу XXY, как надёжный оптический маркер, демонстрирующий различную пространственную симметрию для коллагена I и II типов. В ушном хряще крысы анализ поляризационно-разрешённых SFG-сигнатур в сочетании с анализом вершинных компонент выявил карманоподобные домены с различной ориентацией фибрилл коллагена II типа, а не равномерно ориентированную сеть. Эти данные подтверждают, что поляризационно-разрешённая микроскопия SFG является структурно специфичным методом для картирования архитектуры коллагена II типа и бесконтрастного различения коллагенов I и II типов.