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新激光技术:能够取代用于尖端活检技术手术刀

新激光技术:能够取代用于尖端活检技术手术刀

本文摘要:通过双激光显微镜技术光学的小鼠局部区域对患者而言,分析的组织前列腺样本以检查癌症或许是一个比较非常简单的过程,尽管这意味著退出一小片肉来展开检测。样本被送到实验室,病人回家,几天后医生不会电话告诉结果。实质上,打算的组织样本必须展开相当多的工作,并评估其否有疾病迹象。 要在显微镜下仔细观察,必须将样本小块极薄的切片,有可能只有几个细胞那么薄。并且为了协助仔细观察,技术人员可能会用于各种染料来标记特定蛋白质或细胞结构。

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通过双激光显微镜技术光学的小鼠局部区域对患者而言,分析的组织前列腺样本以检查癌症或许是一个比较非常简单的过程,尽管这意味著退出一小片肉来展开检测。样本被送到实验室,病人回家,几天后医生不会电话告诉结果。实质上,打算的组织样本必须展开相当多的工作,并评估其否有疾病迹象。

要在显微镜下仔细观察,必须将样本小块极薄的切片,有可能只有几个细胞那么薄。并且为了协助仔细观察,技术人员可能会用于各种染料来标记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)工程和应用科学系由医学工程和电气工程学院Bren讲席教授汪立宏(LihongWang)回应,“的组织前列腺必须对样本展开全面的处置,你一次不能标记这么多分子,并且必需在标记之间展开清除。

有些分子并不吸取染料或无法被标记。”汪立宏的实验室正在研发一种新技术,目的使的组织前列腺的过程更加非常简单且侵入性更加小。该技术不用于染料,而是用于激光脉冲展开样本光学。

这种被称作紫外线局部中红外光声显微镜(ULM-PAM,ultraviolet-localizedmid-infraredphotoacousticmicroscopy)的新方法通过用红外和紫外线激光辐射样本,来表明前列腺的组织中的微观结构光学。ULM-PAM技术光学样本首先不会受到一束紫外激光脉冲。这束光使样本内的分子振动。

针对样本摆放的传感器不会捕捉这些振动信号并将其传送给信号处理计算机。下一步,样本不会受到一束红外激光脉冲,该脉冲不会稍微冷却样本但是冷却过于均匀分布。样本中的某些成分,如蛋白质或DNA,不会比其他成分更加冷,因为它们不会从激光中吸取更加多能量。

受到冷却脉冲后,样本不会再度遭到紫外激光脉冲。如之前一样,紫外线不会引发样本中的分子振动,这些振动信号不会传输到计算机。

通过对比样本在冷却前后的信号,计算机不会创立一幅图像,样本的结构可以通过热量信号来展开辨识。由于癌细胞以不同于身体健康细胞的方式传达蛋白质和DNA,因此可以用这种方法区分它们。

为了更佳地解读这项工作,想象一下如果给你两张纸,一张白纸和一张黑纸,在没看见这两张纸的情况下必须你确认哪张是白纸,哪张是黑纸。一种解决办法是将两张纸放到阳光下,等候几分钟,然后碰两张纸的温度。因为黑色物体不会比白色物体吸取更好的光线,所以黑纸不会比白纸更加冷。

举例中的太阳光类似于ULM-PAM技术中用于的红外激光,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究员JunhuiShi,领导了为期两年的ULM-PAM研发工作,回应该项目目前面对着一些根本性障碍。他认为,“由于紫外线和红外线具备有所不同的特性,我们必需寻找需要同时探讨两种光线的类似镜子和玻璃,又由于不不存在可以同时看见两种光线的照相机,我们必需寻找办法以确认它们否准确探讨。

”虽然汪立宏和Shi早已证明了ULM-PAM技术的有效性,但他们的技术仍正处于概念检验阶段。他们回应,虽然升级激光可以更慢地扫瞄的组织样本,但应用于临床环境仍必须很多时间。汪立宏认为,实验室的长年目标是将这项技术开发成可以必要用作患者体内的的组织上。他补足道,“我想把这项技术移往到体内,最后构建需要在手术过程中对癌细胞展开光学。

这是我的梦想。”5月13日公开发表在《大自然光子学》(NaturePhotonics)期刊上的论文详细描述了该技术,题目为“用紫外局部光声显微镜对新鲜生物样本展开高分辨率、高对比度中红外光学”。


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