فناوری‌های فوتونیک و لیزر؛
میکروسکوپی فوتوآکوستیک به منظور تصویربرداری از سلول‌های سرطانی
محققین مرکز Caltech در حال بررسی راه‌هایی هستند که بتوانند با روش میکروسکوپی فوتوآکوستیک تصاویر بهتری از سلول‌های سرطانی ثبت نمایند. روشی که از نور لیزر به منظور تولید نوسانات فرا صوتی استفاده می‌کند که می‌توانند برای تصویربرداری سلول‌ها، رگهای خونی، و بافت مورد استفاده قرار بگیرد.
محققین مرکز Caltech در حال بررسی راه‌هایی هستند که بتوانند با روش میکروسکوپی فوتوآکوستیک تصاویر بهتری از سلول‌های سرطانی ثبت نمایند. روشی که از نور لیزر به منظور تولید نوسانات فرا صوتی استفاده می‌کند که می‌توانند برای تصویربرداری سلول‌ها، رگهای خونی، و بافت مورد استفاده قرار بگیرد.
پروفسور Lihong Wang، استاد مهندسی پزشکی و مهندسی برق، و پروفسور Jun Zou، از دانشگاه A&M، در تلاش هستند که از روش میکروسکوپی فوتوآکوستیک به منظور بهبود بخشیدن به روش موجود برای اندازه‌گیری مصرف اکسیژن(OCR) استفاده کنند.
در حال حاضر سلول های سرطانی پس از استخراج از نمونه درون محفظه‌های مکعبی مجزا که با خون پر شده‌اند قرار داده می-شوند. سلول‌هایی که دارای متابولیسم بالا هستند، اکسیژن بیشتری مصرف کرده و سطح اکسیژن خون آن محفظه پایین‌تر خواهد آمد. این پروسه با سنسورهای ریزی که در درون هر محفظه مکعبی قرار داده شده است، پایش می‌شود.
نمونه بهبود یافته این سیستم که توسط پروفسور ونگ ساخته شده است از میکروسکوپی فوتوآکوستیک به جای استفاده از سنسورهای اکسیژن استفاده می‌کند. در این سیستم او از طول موج مناسب لیزری استفاده کرده است که بعد از جذب در هموگلوبین خون باعث تولید انرژی نوسانی(صوت) می‌شود. زمانیکه هموگلوبین با اکسیژن آمیخته می‌شود، توانایی هموگلوبین برای جذب نور در آن طول موج لیزری تغییر کرده و محققین را قادر می‌سازد با شنیدن صدای صوت نمونه‌ی خونی مقدار اکسیژن آنرا تخمین بزنند. این سیستم single-cell metabolic photoacoustic microscopy (SCM-PAM) نامیده شده است.
در مقاله اخیر، این گروه نشان داده‌اند که بهبود بسیار خوبی در زمینه‌ی اندازه گیری نرخ مصرف اکسیژن توسط سلول های سرطانی بدست آورده‌اند. سیستم طراحی شده توسط این گروه قابلیت آنالیز 3000 سلول را در 15 دقیقه دارا می‌باشد.
سلول های سرطانی معمولا دارای سوخت و ساز بیشتری نسبت به سلول های سالم هستند و شناخت رفتار سلول‌های سرطانی با بررسی فعالیت متابولیکی آنها امکانپذیر است. روشهای متعددی برای این منظور وجود دارد که شامل PET ، استفاده از رنگدانه های فلورسانس، و استفاده از عوامل افزایش کانتراست می‌شوند اما تمامی این روشهای محدودیت های بسیاری هم در زمان و مقدار سلول‌های مورد آنالیز و هم در دقت اندازه گیری اکسیژن دارند.
منبع:
Label-Free High-Throughput Single-Cell Photoacoustic Microscopy of Intratumoural Metabolic Heterogeneity
https://www.photonics.com/Articles/Photoacoustic_Microscopy_Used_to_Image_Cancer/a64586
پروفسور Lihong Wang، استاد مهندسی پزشکی و مهندسی برق، و پروفسور Jun Zou، از دانشگاه A&M، در تلاش هستند که از روش میکروسکوپی فوتوآکوستیک به منظور بهبود بخشیدن به روش موجود برای اندازه‌گیری مصرف اکسیژن(OCR) استفاده کنند.
در حال حاضر سلول های سرطانی پس از استخراج از نمونه درون محفظه‌های مکعبی مجزا که با خون پر شده‌اند قرار داده می-شوند. سلول‌هایی که دارای متابولیسم بالا هستند، اکسیژن بیشتری مصرف کرده و سطح اکسیژن خون آن محفظه پایین‌تر خواهد آمد. این پروسه با سنسورهای ریزی که در درون هر محفظه مکعبی قرار داده شده است، پایش می‌شود.
نمونه بهبود یافته این سیستم که توسط پروفسور ونگ ساخته شده است از میکروسکوپی فوتوآکوستیک به جای استفاده از سنسورهای اکسیژن استفاده می‌کند. در این سیستم او از طول موج مناسب لیزری استفاده کرده است که بعد از جذب در هموگلوبین خون باعث تولید انرژی نوسانی(صوت) می‌شود. زمانیکه هموگلوبین با اکسیژن آمیخته می‌شود، توانایی هموگلوبین برای جذب نور در آن طول موج لیزری تغییر کرده و محققین را قادر می‌سازد با شنیدن صدای صوت نمونه‌ی خونی مقدار اکسیژن آنرا تخمین بزنند. این سیستم single-cell metabolic photoacoustic microscopy (SCM-PAM) نامیده شده است.
در مقاله اخیر، این گروه نشان داده‌اند که بهبود بسیار خوبی در زمینه‌ی اندازه گیری نرخ مصرف اکسیژن توسط سلول های سرطانی بدست آورده‌اند. سیستم طراحی شده توسط این گروه قابلیت آنالیز 3000 سلول را در 15 دقیقه دارا می‌باشد.
سلول های سرطانی معمولا دارای سوخت و ساز بیشتری نسبت به سلول های سالم هستند و شناخت رفتار سلول‌های سرطانی با بررسی فعالیت متابولیکی آنها امکانپذیر است. روشهای متعددی برای این منظور وجود دارد که شامل PET ، استفاده از رنگدانه های فلورسانس، و استفاده از عوامل افزایش کانتراست می‌شوند اما تمامی این روشهای محدودیت های بسیاری هم در زمان و مقدار سلول‌های مورد آنالیز و هم در دقت اندازه گیری اکسیژن دارند.
منبع:
Label-Free High-Throughput Single-Cell Photoacoustic Microscopy of Intratumoural Metabolic Heterogeneity
https://www.photonics.com/Articles/Photoacoustic_Microscopy_Used_to_Image_Cancer/a64586
ارسال به دوستان