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新激光技能:可以替代用于顶级活检技能手术刀

2019-05-22 10:32
来历: 微迷网

新激光技能:可以替代用于顶级活检技能手术刀

经过双激光显微镜技能成像的小鼠部分区域

对患者而言,剖析安排活检样本以检查癌症似乎是一个相对简略的进程,尽管这意味着抛弃一小片肉来进行检测。样本被送往实验室,患者回家,几天后医师会电话奉告成果。

实际上,预备安排样本需求进行相当多的作业,并评价其是否有疾病痕迹。要在显微镜下调查,需求将样本切成极薄的切片,或许只要几个细胞那么厚。而且为了协助调查,技能人员或许会运用各种染料来符号特定蛋白质或细胞结构。

据麦姆斯咨询报导,加州理工学院(Caltech)工程和运用科学系医学工程和电气工程学院Bren讲席教授汪立宏(Lihong Wang)表明,“安排活检需求对样本进行全面的处理,你一次只能符号这么多分子,而且有必要在符号之间进行清洗。有些分子并不吸收染料或无法被符号。”

汪立宏的实验室正在开发一种新技能,旨在使安排活检的进程更简略且侵入性更小。该技能不运用染料,而是运用激光脉冲进行样本成像。

这种被称为紫外线部分中红外光声显微镜(ULM-PAM, ultraviolet-localized mid-infrared photoacoustic microscopy)的新方法经过用红外和紫外线激光辐射样本,来显现活检安排中的微观结构成像。

新激光技能:可以替代用于顶级活检技能手术刀

ULM-PAM技能

成像样本首要会遭到一束紫外激光脉冲。这束光使样本内的分子振荡。针对样本放置的传感器会捕获这些振荡信号并将其传递给信号处理核算机。

下一步,样本会遭到一束红外激光脉冲,该脉冲会稍微加热样本可是加热不行均匀。样本中的某些成分,如蛋白质或DNA,会比其他成分更热,因为它们会从激光中吸收更多能量。

遭到加热脉冲后,样本会再次遭受紫外激光脉冲。如之前相同,紫外线会引起样本中的分子振荡,这些振荡信号会传输到核算机。经过比照样本在加热前后的信号,核算时机创立一幅图画,样本的结构可以经过热量信号来进行辨认。因为癌细胞以不同于健康细胞的方法表达蛋白质和DNA,因而可以用这种方法区别它们。

为了更好地了解这项作业,幻想一下假如给你两张纸,一张白纸和一张黑纸,在没有看到这两张纸的状况下需求你确认哪张是白纸,哪张是黑纸。

一种处理方法是将两张纸放在阳光下,等候几分钟,然后摸两张纸的温度。因为黑色物体会比白色物体吸收更多的光线,所以黑纸会比白纸更热。举例中的太阳光类似于ULM-PAM技能中运用的红外激光,温度计则类似于紫外激光。

汪立宏的实验室医疗工程系的博士后研讨员Junhui Shi,领导了为期两年的ULM-PAM开发作业,表明该项目现在面临着一些严峻妨碍。

他指出,“因为紫外线和红外线具有不同的特性,咱们有必要找到可以一起聚集两种光线的特别镜子和玻璃,又因为不存在可以一起看到两种光线的相机,咱们有必要找到方法以确认它们是否正确聚集。”

尽管汪立宏和Shi现已证明了ULM-PAM技能的有效性,但他们的技能仍处于概念验证阶段。他们表明,尽管晋级激光可以更快地扫描安排样本,但运用于临床环境仍需求许多时刻。

汪立宏指出,实验室的长时间方针是将这项技能开发成可以直接用于患者体内的安排上。

他弥补道,“我想要把这项技能转移到体内,终究完成可以在手术进程中对癌细胞进行成像。这是我的愿望。”

5月13日宣布在《天然光子学》(Nature Photonics)期刊上的论文详细描述了该技能,标题为“用紫外部分光声显微镜对新鲜生物样本进行高分辨率、高比照度中红外成像”。

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