Infra-Red Spectroscopy with the Reflecting Microscope in Physics, Chemistry and Biology

Barer, R.; Cole, A. R. H.; Thompson, H. W.

doi:10.1038/163198a0

Cited by 171 publications

(44 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Shifts in band intensities and positions are caused by changes in the environment of the molecule, enabling descriptions of variations in these environments. FT-IR microspectroscopy, in which the spectrometer is coupled to a light microscope, first introduced in the 1940s [5], and applied to bone in the 1980s, enabled investigators to examine spectra at discrete points within thin sections of tissues [6]. This point-by-point mapping has been widely applied to the analysis of polymers [7] and to a variety of tissues and individual cells to learn more about spatial variation in tissue and cellular composition [8][9][10][11].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

FT-IR imaging of native and tissue-engineered bone and cartilage

2007

View full text Add to dashboard Cite

Fourier transform Infrared (FT-IR) imaging and microspectroscopy have been extensively applied to the analyses of tissues in health and disease. Spatially resolved mid-infrared data has provided insights into molecular changes that occur in diseases of connective or collagen-based tissues, including osteoarthritis, osteoporosis, osteogenesis imperfecta, osteopetrosis and pathologic calcifications. These techniques have also been used to probe chemical changes associated with load, disuse, and micro-damage in bone, and with degradation and repair in cartilage. This review summarizes the applications of FT-IR microscopy and imaging for analyses of bone and cartilage in healthy and diseased tissues, and illustrates the application of these techniques for the characterization of tissue engineered bone and cartilage.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

FT-IR imaging of native and tissue-engineered bone and cartilage

2007

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…FTIRμS was first applied to biological tissues when it became possible to use a microscope in the light path [49]. The first applications of FTIRμS for AC were investigated at the start of the current century [50,51].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Postnatal development of depth-dependent collagen density in ovine articular cartilage

et al. 2010

View full text Add to dashboard Cite

BackgroundArticular cartilage (AC) is the layer of tissue that covers the articulating ends of the bones in diarthrodial joints. Adult AC is characterised by a depth-dependent composition and structure of the extracellular matrix that results in depth-dependent mechanical properties, important for the functions of adult AC. Collagen is the most abundant solid component and it affects the mechanical behaviour of AC. The current objective is to quantify the postnatal development of depth-dependent collagen density in sheep (Ovis aries) AC between birth and maturity. We use Fourier transform infra-red micro-spectroscopy to investigate collagen density in 48 sheep divided over ten sample points between birth (stillborn) and maturity (72 weeks). In each animal, we investigate six anatomical sites (caudal, distal and rostral locations at the medial and lateral side of the joint) in the distal metacarpus of a fore leg and a hind leg.ResultsCollagen density increases from birth to maturity up to our last sample point (72 weeks). Collagen density increases at the articular surface from 0.23 g/ml ± 0.06 g/ml (mean ± s.d., n = 48) at 0 weeks to 0.51 g/ml ± 0.10 g/ml (n = 46) at 72 weeks. Maximum collagen density in the deeper cartilage increases from 0.39 g/ml ± 0.08 g/ml (n = 48) at 0 weeks to 0.91 g/ml ± 0.13 g/ml (n = 46) at 72 weeks. Most collagen density profiles at 0 weeks (85%) show a valley, indicating a minimum, in collagen density near the articular surface. At 72 weeks, only 17% of the collagen density profiles show a valley in collagen density near the articular surface. The fraction of profiles with this valley stabilises at 36 weeks.ConclusionsCollagen density in articular cartilage increases in postnatal life with depth-dependent variation, and does not stabilize up to 72 weeks, the last sample point in our study. We find strong evidence for a valley in collagen densities near the articular surface that is present in the youngest animals, but that has disappeared in the oldest animals. We discuss that the retardance valley (as seen with polarised light microscopy) in perinatal animals reflects a decrease in collagen density, as well as a decrease in collagen fibril anisotropy.

show abstract

“…Барч добился улучшения качества отражательных объективов путем применения асферических зеркал, но, по-видимому,практически это для целой микроспектроскопии не очень сущест-венно, и вполне удовлетворительные системы могут быть построены и со сферическими зеркалами. Первая микроспектроскопическая установка с от-ражательной оптикой Кассегреновского типа была построена в 1949 г. Баре-ром, Колем и Томпсоном 20 . В современных конструкциях чаще применяют-ся системы типа Шварцшильда.…”

Section: *unclassified

Applications of spectroscopy in biology and biochemistry

Tumerman¹

1959

Usp. Fiz. Nauk

View full text Add to dashboard Cite

В задачу настоящего сообщения отнюдь не входит сколько-нибудь детальный обзор спектров различных биологически важных объектов. Не говоря уже о том, что количество исследованных в настоящее время объектов настолько велико, что дать обзор всего этого материала в рамках доклада невозможно, мне кажется, что и сам по себе такой обзор вряд ли представлял бы интерес для большинства участников нашего совещания.Я ограничу поэтому свою задачу тем. что попытаюсь, с одной стороны, кратко охарактеризовать те особенности биологических объектов и целей их исследования, которые обусловливают необходимость развития специ-фических методик спектрального анализа и анализа спектров этих объек-тов, а с другой стороны, постараюсь па нескольких примерах показать •огромные возможности спектроскопии в выявлении физических механиз-мов ряда фундаментальных биологических процессов.1. Следует прежде всего подчеркнуть тот факт, что биологические объекты не только представляют собой системы необычайно сложные (неизмеримо более сложные, чем те, с какими мы встречаемся в технике и в неорганическом мире), но что именно в их сложности, в координиро-ванном протекании множества взаимосвязанных реакций, в непрерывном обмене веществом и энергией с внешней средой, в непрерывном процессе создания и распада сложнейших специализированных структур и за-ключается специфичность жизненных процессов, принципиальное отли-чие живого от неживого. Поэтому, сколь бы важным ни было изучение состава и структуры отдельных веществ, которые удается выделить из организма в более пли менее неизменном виде, с широкой биологической точки зрения такое изучение является лишь предварительным этапом. Конечной же целью всегда является физико-химическое изучение живой материи в интактном виде, в нормальных физиологических условиях ее функционирования.С другой стороны, следует иметь в виду, что за исключением некото-рых частных вопросов, например, связанных с наличием микроэлементов, целью физико-химического исследования биологических материалов яв-ляется пе установление глобального атолшого состава молекул этих ве-ществ, а изучение деталей их химического строения: структурной хими-ческой формулы, стереохимических соотношений, наличия тех или иных функциональных групп, распределения связей, наличия или отсутствия вторичных, особенно водородных, связей и т. п.В силу этих причин обычные деструктивные методы спектроскопии-искровой, пламенной и дуговой эмиссионный спектральный анализ-находят себе лишь очень ограниченные применения в биологических и *) Доклад на XII Всесоюзном совещании по спектроскопии.

show abstract

Infra-Red Spectroscopy with the Reflecting Microscope in Physics, Chemistry and Biology

Cited by 171 publications

References 5 publications

FT-IR imaging of native and tissue-engineered bone and cartilage

FT-IR imaging of native and tissue-engineered bone and cartilage

Postnatal development of depth-dependent collagen density in ovine articular cartilage

Applications of spectroscopy in biology and biochemistry

Contact Info

Product

Resources

About