Le 3PA présente plusieurs avantages potentiels pour la bio-imagerie par rapport au 1PA et au 2PA. Premièrement, le 3PA peut permettre une pénétration plus profonde dans les tissus, car la lumière de longueur d’onde plus longue utilisée pour le 3PA est moins dispersée et absorbée par les composants tissulaires tels que l’eau et l’hémoglobine. Deuxièmement, le 3PA peut être utilisé pour exciter la fluorescence dans des molécules spécifiques avec une sélectivité élevée, car la longueur d'onde d'excitation peut être réglée avec précision pour correspondre au spectre d'absorption de la molécule cible. Troisièmement, le 3PA peut générer des images de plus haute résolution, car le volume focal plus petit utilisé pour la microscopie 3PA entraîne moins de photoblanchiment et de photodommages à l'échantillon.
Malgré ces avantages potentiels, le 3PA n’est toujours pas largement utilisé pour la bio-imagerie en raison de plusieurs défis. Premièrement, l’efficacité du 3PA est généralement très faible, ce qui nécessite des puissances laser élevées susceptibles d’endommager les échantillons biologiques. Deuxièmement, la longueur d’onde d’excitation du 3PA se situe souvent dans la gamme ultraviolette (UV), ce qui peut être nocif pour les cellules. Troisièmement, le développement de sondes 3PA adaptées en est encore à ses débuts.
À mesure que ces défis seront surmontés, le 3PA deviendra probablement un outil plus important pour la bio-imagerie. Sa combinaison unique de pénétration des tissus profonds, de sélectivité élevée et de haute résolution le rend idéal pour une variété d'applications, notamment l'imagerie in vivo, le transfert d'énergie par résonance de fluorescence (FRET) et la microscopie super-résolution.
Voici quelques exemples spécifiques de la façon dont le 3PA a été utilisé pour la bio-imagerie :
* La microscopie 3PA a été utilisée pour imager les vaisseaux sanguins dans le cerveau d'une souris vivante. Le signal 3PA a été généré par un colorant fluorescent spécifiquement absorbé par les cellules endothéliales, les cellules qui tapissent les vaisseaux sanguins. Cette étude a démontré le potentiel du 3PA pour l’imagerie in vivo des structures des tissus profonds.
* 3PA FRET a été utilisé pour étudier les interactions protéiques dans les cellules vivantes. Dans cette technique, deux colorants fluorescents différents sont attachés à deux protéines d’intérêt différentes. Lorsque les protéines interagissent, les colorants se rapprochent et le signal 3PA d’un colorant est transféré à l’autre colorant. Cela permet aux chercheurs de surveiller les interactions protéiques en temps réel et avec une haute résolution spatiale.
* La microscopie à super-résolution 3PA a été utilisée pour imager les structures des cellules avec une résolution inférieure à 100 nanomètres. Cette technique combine la haute résolution de la microscopie 3PA avec les capacités de super-résolution de techniques telles que la microscopie à émission stimulée (STED) et la microscopie de localisation photoactivée (PALM).
Ces exemples démontrent le potentiel du 3PA pour la bio-imagerie. À mesure que les défis associés au 3PA seront surmontés, cette technique deviendra probablement de plus en plus importante pour diverses applications dans la recherche biomédicale et le diagnostic clinique.
