18:48 2023-02-07
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Dezvoltarea tehnologiei ar putea aduce microscopia Raman în clinică
_ Dezvoltarea tehnologiei ar putea aduce microscopia Raman la clinică
Cercetătorii au dezvoltat un microscop Raman care poate obține informații de sute de ori mai rapid decât un microscop Raman convențional. Microscopia Raman este un instrument puternic non-invaziv pentru efectuarea de analize chimice complexe a celulelor și țesuturilor, iar această dezvoltare tehnologică ar putea ajuta la extinderea utilității sale în aplicațiile biomedicale.
„Noastre de înaltă calitate. Imagistica spectrală Raman poate imaginea și analiza rapid o zonă mare, fără nici un pretratament al probei, ceea ce ar putea face utilă pentru diagnosticele medicale și testele utilizate pentru screening-ul pentru noi medicamente", a declarat liderul echipei de cercetare Katsumasa Fujita de la Universitatea Osaka. „Imagistica și analiza chimică multiplex fără etichete și de mare capacitate, activate de tehnică, ar putea fi, de asemenea, utilizate pentru a permite noi aplicații sau pentru a depăși limitările metodelor actuale.”
În revista Optica Publishing Group Biomedical Optics Express , cercetătorii descriu noua lor abordare de microscopie Raman confocală cu iluminare multilinie. Funcționează prin detectarea regiunilor separate ale eșantionului în paralel, permițând imagistica hiperspectrală Raman rapidă. Ei arată că tehnica poate obține imagini hiperspectrale ale țesutului biologic cu un câmp vizual de 1380 x 800 pixeli în aproximativ 11 minute. Acest lucru ar necesita zile pentru a obține cu un microscop Raman tradițional.
„Sperăm că imagistica Raman de mare capacitate va face în cele din urmă posibilă efectuarea diagnosticelor medicale mai eficient și mai precis, permițând, în același timp, diagnostice care nu au fost posibile. înainte”, a spus Fujita. „Analiza moleculară fără etichete cu imagistica Raman ar fi, de asemenea, utilă pentru detectarea eficientă a răspunsului celulelor la medicamente, ajutând la dezvoltarea medicamentelor.”
Spectroscopia Raman oferă perspective importante asupra compoziției chimice a unei probe prin utilizarea luminii pentru excita vibratia moleculara. Vibrațiile moleculare rezultate creează un tip de amprentă chimică care poate fi utilizată pentru a identifica compoziția probei. Microscopia Raman duce acest pas mai departe prin obținerea de imagini spectrale de foarte înaltă rezoluție, care sunt utile pentru imagistica celulelor și țesuturilor. Cu toate acestea, din cauza compromisului dintre rezoluția spectrală și viteza imaginii, microscopia Raman nu a fost practică pentru utilizare în clinică.
Noua abordare a iluminarii multilinie se bazează pe o tehnică dezvoltată anterior de echipa de cercetare, cunoscută sub numele de linie. -microscopie Raman cu iluminare. Această abordare a fost mai rapidă decât microscopia Raman confocală convențională și a permis imagistica dinamică a celulelor vii, dar a fost încă prea lentă pentru imagistica de suprafață mare adesea necesară pentru diagnosticul medical și analiza țesuturilor.
„Pentru a aborda această problemă, am a dezvoltat microscopia Raman cu iluminare pe mai multe linii, care dobândește imagini cu suprafețe mari de aproximativ 20 de ori mai rapid decât microscopia Raman cu iluminare pe linii”, a spus Fujita. „Cu noua noastră tehnică, numărul de pixeli spectrali – sau rezoluția – și viteza de imagine pot fi ajustate, în funcție de aplicație. În viitor, ar putea fi posibilă o viteză și mai mare a imaginii, deoarece camerele continuă să fie dezvoltate cu mai mulți pixeli.”
Noul microscop Raman cu iluminare multilinie al echipei iradiază aproximativ 20.000 de puncte dintr-o probă simultan cu mai multe fascicule laser în formă de linie. Spectrele de împrăștiere Raman generate din pozițiile iradiate sunt apoi înregistrate într-o singură expunere care conține informațiile spațiale pentru spectrele Raman din probă. Scanarea fasciculelor laser de-a lungul probei permite reconstruirea unei imagini Raman hiperspectrale bidimensionale.
Pentru a realiza acest lucru, cercetătorii folosesc o matrice de lentile cilindrice - un element optic compus din mai multe lentile cilindrice aliniate periodic - pentru a genera mai multe fascicule laser în formă de linie dintr-un singur fascicul laser. Ei au combinat acest lucru cu un spectrofotometru capabil să obțină 20.000 de spectre în același timp. Filtrele optice au fost, de asemenea, importante pentru evitarea diafoniei între spectrele de la detectorul spectrofotometrului.
O cameră CCD cu sensibilitate ridicată, zgomot redus, cu un număr mare de pixeli, a fost, de asemenea, critică. „Această cameră CCD a permis ca 20.000 de spectre Raman să fie distribuite pe cipul CCD și detectate simultan”, a spus Fujita. „Spectrofotometrul personalizat a jucat, de asemenea, un rol important prin formarea distribuției 2D a spectrelor pe cameră fără distorsiuni semnificative.”
Cercetătorii au folosit noua tehnică pentru a obține măsurători de la celule și țesuturi vii pentru a-și testa. performanța imagistică și potențialul în aplicații biomedicale. Ei au arătat că iradierea unui eșantion de creier de șoarece cu 21 de linii de iluminare simultană ar putea fi folosită pentru a obține 1.108.800 de spectre în doar 11,4 minute. Ei au efectuat, de asemenea, măsurători pe rinichi și țesut hepatic de șoarece și au efectuat imagini moleculare cu celule vii fără etichete.
„Imaginile cu molecule mici și imagistica super-multiplex folosind etichete și sonde Raman ar putea beneficia de asemenea de această tehnică, deoarece nu necesită un număr mare de pixeli într-un spectru și pot beneficia de imagini rapide”, a spus Fujita.
Pentru ca această tehnică să fie aplicată pentru diagnostice medicale, cercetătorii spun că ar fi important să se construiască o bază de date de imagini Raman, ceva ce poate fi realizat eficient cu noul microscop Raman datorită vitezei și ariei mari de imagine. De asemenea, lucrează pentru a crește viteza sistemului cu un factor de aproximativ 10 și ar dori să reducă costul camerei, laserului și spectrofotometrului pentru a face comercializarea mai practică.
Comentarii:
Adauga Comentariu