IT之家 12 月 29 日消息，美國(guó)密歇根州立大學(xué)科學(xué)家研發(fā)出一種新型拉曼成像系統(tǒng)，能通過(guò)檢測(cè)附著于腫瘤的納米粒子所發(fā)出的極微弱信號(hào)，能夠準(zhǔn)確區(qū)分癌變組織與正常組織。該技術(shù)有望助力癌癥的早期檢測(cè)，并推動(dòng)先進(jìn)分子成像工具走出科研實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入更實(shí)用的臨床場(chǎng)景。 新澳彩資料免費(fèi)資料大全33圖庫(kù)
據(jù)IT之家了解，該成像系統(tǒng)旨在檢測(cè)表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）納米顆粒發(fā)出的極微弱信號(hào)，這類(lèi)納米顆粒經(jīng)過(guò)工程設(shè)計(jì)，可附著于腫瘤標(biāo)志物。當(dāng)納米顆粒被施加于樣本或檢測(cè)部位后，系統(tǒng)會(huì)讀取其拉曼信號(hào)，并自動(dòng)高亮顯示更可能存在腫瘤組織的區(qū)域。
密歇根州立大學(xué)定量健康科學(xué)與工程研究所（IQ）的研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人邱震（Zhen Qiu，音譯）表示：“傳統(tǒng)癌癥診斷方法耗時(shí)費(fèi)力，需要對(duì)組織樣本進(jìn)行染色，再由病理醫(yī)生判斷是否存在異常。我們的系統(tǒng)雖不會(huì)直接取代病理診斷，但可作為一種快速篩查工具，加快診斷進(jìn)程?！?/p>
在《Optica》期刊中，邱震團(tuán)隊(duì)發(fā)文稱(chēng)，他們的系統(tǒng)不僅能區(qū)分癌細(xì)胞與健康細(xì)胞，還可檢測(cè)到比同類(lèi)商用系統(tǒng)弱約四倍的拉曼信號(hào)。這種靈敏度的提升，源于將掃頻光源激光器（在分析過(guò)程中可改變波長(zhǎng)）與一種名為超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器（SNSPD）的超高靈敏度探測(cè)器相結(jié)合。
邱震指出：“該技術(shù)最終有望催生便攜式或術(shù)中檢測(cè)設(shè)備，幫助臨床醫(yī)生更早發(fā)現(xiàn)癌癥、提高活檢取樣的準(zhǔn)確性，并通過(guò)微創(chuàng)檢測(cè)監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展。歸根結(jié)底，這些技術(shù)進(jìn)步將改善患者預(yù)后，減少診斷延誤，加快從檢測(cè)到治療的進(jìn)程?！?/p>
邱震的實(shí)驗(yàn)室致力于研究如何利用超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器增強(qiáng)各類(lèi)成像技術(shù)的性能。超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器的核心是一根超導(dǎo)導(dǎo)線，可捕捉單個(gè)光子，使系統(tǒng)能夠高速采集極微弱的光學(xué)信號(hào)，同時(shí)將背景噪聲控制在極低水平。
在本項(xiàng)研究中，科研人員的目標(biāo)是搭建一個(gè)檢測(cè)平臺(tái)，使其能捕捉到比現(xiàn)有拉曼系統(tǒng)微弱得多的拉曼信號(hào)。拉曼成像的原理是，通過(guò)分子獨(dú)特的光散射特征圖譜，繪制樣本的化學(xué)成分分布；而表面增強(qiáng)拉曼散射納米顆粒的應(yīng)用，可進(jìn)一步放大這類(lèi)信號(hào)。
邱震介紹：“將這種先進(jìn)探測(cè)器與掃頻拉曼架構(gòu)相結(jié)合，不僅取代了體積龐大的相機(jī)，還能更高效地收集光線，最終打造出的系統(tǒng)，其檢測(cè)極限遠(yuǎn)超同類(lèi)商用設(shè)備。此外，光纖耦合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與緊湊的整機(jī)體積，也為系統(tǒng)的小型化及未來(lái)的臨床轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)?！?/p>
為測(cè)試系統(tǒng)性能，研究團(tuán)隊(duì)采用了包覆透明質(zhì)酸的表面增強(qiáng)拉曼散射納米顆粒，這種納米顆?？膳c多種腫瘤細(xì)胞表面的 CD44 蛋白相結(jié)合。在針對(duì)納米顆粒溶液的初步實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度達(dá)到了飛摩爾級(jí)別。隨后，研究人員將該成像平臺(tái)應(yīng)用于體外培養(yǎng)的乳腺癌細(xì)胞、小鼠腫瘤組織及健康組織樣本。
邱震表示：“表面增強(qiáng)拉曼散射信號(hào)在腫瘤樣本中高度富集，而在健康組織中僅檢測(cè)到極低的背景信號(hào)。這既證明了系統(tǒng)卓越的靈敏度，也體現(xiàn)了其區(qū)分腫瘤與健康組織的可靠能力。此外，通過(guò)調(diào)整或替換靶向分子，該方法有望適配其他類(lèi)型癌癥的檢測(cè)。”
研究人員指出，該系統(tǒng)投入臨床使用前仍需開(kāi)展更多工作。未來(lái)的優(yōu)化方向?qū)⒕劢褂谔岣咝盘?hào)讀取速度，以及擴(kuò)大驗(yàn)證研究的規(guī)模。目前團(tuán)隊(duì)正在探索更快速的激光光源（包括垂直腔面發(fā)射激光器），并測(cè)試縮小掃頻范圍能否進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。同時(shí)，他們還計(jì)劃開(kāi)展多路復(fù)用實(shí)驗(yàn)，利用不同納米顆粒同時(shí)靶向多種生物標(biāo)志物。 新澳門(mén)精準(zhǔn)資料大全管家婆料