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激光技术可以帮助研究人员仔细检查癌细胞

文章作者:www.rhsxc.com发布时间:2020-07-31浏览次数:1045

为了为癌症患者设计最佳的治疗方案,医生需要了解癌症患者的特点。但治疗癌症最大的困难之一是癌细胞不完全相同。即使在同一个肿瘤中,癌细胞对化疗药物的遗传、行为和易感性也是不同的。

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癌细胞通常比健康细胞具有更高的代谢活性,通过分析癌细胞的代谢活性可以收集到对其行为的一些见解。然而,研究人员很难准确地评估这些特征。已经使用了几种方法,包括位置发射断层扫描(或PET)扫描、荧光染料和对比度,但每种方法的实用性都有局限性。

加州理工学院的王立红认为,使用光声显微镜(PAM)可以更好地完成这项工作,这种技术是激光在样品中引起超声波振动。这些振动可以用来成像细胞、血管和组织。

王教授是布伦大学的医学工程和电气工程教授,他正与德州农工大学的Jun Zou教授合作,改进使用PAM测量氧消耗(OCR)的现有技术。现有的技术要求将许多癌细胞分别放置在充满血液的单个“隔间”中。代谢率高的细胞消耗更多的氧气和较低的血氧水平,这一过程由放置在每个小室中的微型氧传感器监控。

如前所述,此方法有其缺点。为了获得有意义的癌细胞代谢数据样本量,研究人员需要在网格中嵌入数千个传感器。此外,在一个小房间里安装传感器会改变细胞的代谢率,导致数据采集不准确。

Wang的改进型消除了氧传感器,而是使用PAM来测量每小时的氧气水平。他使用激光来调节血液中的血红蛋白,吸收并将其转化为振动能量 - 声音的波长。当血红蛋白分子被氧合时,其吸收该波长的光的能力发生变化。因此,Wang能够通过“收听”激光产生的声音来确定血液样本的氧含量。他称之为单细胞代谢光声显微镜或SCM-PAM。

在一篇新论文中,Wang及其合着者表明,SCM-PAM在评估癌细胞对OCR的能力方面取得了巨大进步。使用单独的氧传感器测量OCR有限的研究人员每15分钟分析大约30个癌细胞。 Wang的SCM-PAM将其增加了两个数量级,并允许研究人员在大约15分钟内分析大约3,000个细胞。

“我们拥有进一步提高产量的技术,我们希望这项新技术能够很快帮助医生做出有关癌症预后和治疗的明智决策,”王说。

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