無損探測技術?讓細胞不再“受傷”

美國加州勞倫斯·伯克利國家實驗室(LBNL)生物物理學家Cynthia McMurray和物理學家Michael Martin帶領的一個團隊發(fā)現(xiàn),通過用同步加速器產生的紅外輻射強光掃描細胞,它們會捕捉到一種可揭示細胞特點的生物化學標記。

研究人員在今年6月于英國舉行的一次會議上報告了該方法的初步結果,現(xiàn)在,他們在用陳扎克伯格倡議(CZI)為期1年的試驗撥款對其進行評估。如果該方法可以起作用,該團隊的光譜表型技術將可以為另一個由CZI支持的項目提供工具,這個名為“人類細胞圖集”的國際合作項目旨在繪制人體內每個細胞的種類和位置。如果該同步加速器驅動方法適用于其他實驗室和醫(yī)院使用的更加柔和的紅外儀器,那么光譜表型技術未來有一天或可幫助診斷疾病、探測導致疾病的細胞變化并了解胚胎的發(fā)育。“我們使用的工具將會讓這個領域煥然一新?!盡cMurray預測。

熟悉這一未發(fā)表成果的科學家稱該方法具有前景。

Martin和McMurray喜歡把他們的方法與另一種廣泛使用的細胞鑒別技術作對比:熒光標記。

這正是紅外光譜技術的用武之地。當一個樣本被暴露在不同波長的紅外輻射下時,它吸收的每個波段的紅外光量可以表明其中含有的化學物質群的種類。與熒光標記不同,這種吸收模式通常不會揭示細胞是否在產生一種特殊分子,例如免疫受體CD4或CD8,它們經常被用于界定兩類T細胞。但細胞的紅外光譜特征的確可以揭示廣泛的細胞種類,例如脂肪和蛋白質,從而提供生物化學指紋。

標準的紅外來源并不能提供他們所需要的敏感性,因此該團隊轉而使用LBNL的先進光源同步加速器,其產生的紅外光束是世界上亮的光束之一。

McMurray和同事仍然需要決定細胞的光譜標簽是否會在體內保持一致,還是會隨著位置而變化。作為潛在的醫(yī)療用途,他們還希望了解當個人細胞的紅外標簽發(fā)生改變時,這個人是否會生病。

新技術有一個明顯的限制,同步加速器體積龐大、成本高昂,而且十分稀少,它們經常有著要等待數(shù)月的研究名單。實驗室設備正在迅速向能夠產生粒子加速器的紅外光強度靠攏。在使用同步加速器確定各種細胞類型的獨特光譜模式后,研究人員計劃發(fā)布一個目錄,讓其他科學家能夠比較自己的樣本結果,即使是用識別能力較低的實驗室設備的結果。

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