貝克曼高級科學(xué)技術(shù)研究所的生物光子成像實驗室已經(jīng)開發(fā)出成像技術(shù)，可以在不使用任何染色或標記的情況下研究組織。研究人員使用激光源創(chuàng)建了一個獨特的系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的成像技術(shù)相比，該系統(tǒng)可以捕獲有關(guān)組織的更多信息。該系統(tǒng)提供了更好的細胞外囊泡可視化效果，小囊泡是已知數(shù)量增加并與癌癥相關(guān)的小包裝，特別是與乳腺癌細胞有關(guān)的囊泡。

“我們可以獲得與活體組織的結(jié)構(gòu)和代謝有關(guān)的信息。成像系統(tǒng)使我們能夠同時捕獲所有這些信息，與當前的成像方式相比，我們可以看到有關(guān)組織，細胞及其功能的更多細節(jié)， “位于伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校的阿伯·布利斯工程學(xué)教授斯蒂芬·波普帕特博士(Stephen Boppart博士)被任命為電氣和計算機工程與生物工程學(xué)的負責人，他也是生物光子成像實驗室的負責人，也是一名醫(yī)生。

論文“乳腺癌中細胞外囊泡的無標簽可視化和表征”發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊上，并在該雜志的封面上進行了強調(diào)。

“即使在正常條件下，細胞也可以利用這些細胞外囊泡相互交流。腫瘤細胞將改變這些細胞外囊泡，并在體內(nèi)釋放更多。因此，它們有可能被用作癌癥進展的標志物。”博帕特說。

傳統(tǒng)的可視化技術(shù)依賴于標簽的使用，這涉及大量的工作并且會使組織無法用于進一步的檢查。“我們的主要貢獻在于，我們可以在不干擾組織或使用任何標記的情況下可視化活組織中的這些囊泡。我們可以看到這些囊泡之間以及與腫瘤的相互作用，” Sixian You，生物工程研究生研究助理說。 Boppart實驗室的第一作者。

實驗室使用的技術(shù)涉及使用與組織樣本相互作用的超短激光脈沖。

你說：“成像涉及兩種機制。” “某些組織成分會發(fā)出不同顏色的不同類型的熒光。另一種機制涉及分子結(jié)構(gòu)，當以某種方式排列時，將為您提供完全不同的顏色集。”

研究人員還開始使用這種技術(shù)來表征囊泡的內(nèi)容物。

您說：“我們發(fā)現(xiàn)具有較高NADPH分子濃度的囊泡與腫瘤的侵襲性高度相關(guān)，并且通常位于血管周圍。通過表征囊泡，我們可以在早期階段很好地檢測出癌變，” 。

第二篇論文《通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的多光子虛擬組織學(xué)進行實時術(shù)中診斷》發(fā)表在Precision Oncology上，該論文旨在將無標簽成像與深度學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合。

當前，當外科醫(yī)生從患者身上移除腫瘤時，他們從腫瘤的邊緣分析組織樣本以確保所有癌癥組織都已被移除。不幸的是，分析樣本的病理實驗室可能要花費幾天的時間才能完成分析。

您說：“我們正在嘗試使用無標簽技術(shù)立即在手術(shù)室中觀察組織。” “獲得圖像后，我們將使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，以區(qū)分癌性組織和正常乳腺組織。”

“我們希望這項技術(shù)可以用于醫(yī)學(xué)診斷和更多的臨床應(yīng)用。目前的技術(shù)是有用的，但是過時且費時。我們認為可以從這項技術(shù)中獲得很多新的信息，” Boppart說。 。

博帕特說：“該系統(tǒng)本身有些昂貴，但與目前使用的其他高端顯微鏡不同，隨著激光技術(shù)的成熟，成本將在幾年內(nèi)下降。” “對我們來說，另一個固有的挑戰(zhàn)是，如果您想獲得高分辨率的圖像，則需要專注于較小的區(qū)域。但是，當我們觀察較小的區(qū)域時，我們?nèi)匀豢梢詫M織中發(fā)生的事情有足夠的了解。 ”