naukawpolsce.pl | dodane 13-12-2010
Fot. NCI
Nowa technika zastosowana w mikroskopii wideo, pozwalająca uchwycić "nagie" molekuły - bez wiązania ich z fluoryzującymi markerami - po dopracowaniu może wykonywać zdjęcia w wielkim przyspieszeniu. Umożliwi to obserwację molekuł w czasie rzeczywistym w organizmie zwierzęcym, a w niedalekiej przyszłości ułatwi taką transformację obrazowania medycznego, iż możliwe będzie obserwowanie przez chirurgów leków wnikających do guza, który właśnie operują - pisze magazyn naukowy Science.
Nowa technika zastosowana w mikroskopii wideo, pozwalająca uchwycić "nagie" molekuły - bez wiązania ich z fluoryzującymi markerami - po dopracowaniu może wykonywać zdjęcia w wielkim przyspieszeniu. Umożliwi to obserwację molekuł w czasie rzeczywistym w organizmie zwierzęcym, a w niedalekiej przyszłości ułatwi taką transformację obrazowania medycznego, iż możliwe będzie obserwowanie przez chirurgów leków wnikających do guza, który właśnie operują - pisze magazyn naukowy Science.
Wymuszone rozpraszanie Ramana (Stimulated Raman Scattering SRS), bo taką technikę zastosowano, polega na generacji fotonów o wysokiej częstotliwości. Technika ta była udoskonalana od ponad dekady w laboratorium Sunney Xie na Harvard University w Cambridge w stanie Massachusetts. Praca dotycząca nowo wprowadzonej przez laboratorium techniki obrazowania ukazała się w Science.
SRS wykrywa molekuły poprzez charakterystyczne dla ich wiązań chemicznych odbicia fali świetlnej. Mikroskop oświetla cel badania używając dwóch niezależnych urządzeń laserowych, tak zestrojonych, aby różnica w częstotliwości pomiędzy ich strumieniami fal świetlnych była porównywalna z częstotliwością odbicia charakterystyczną dla badanych molekuł.
Zmiana długości fali zachodzi kiedy wiązanie chemiczne w molekule rozprasza światło użyte do oświetlenia badanego obiektu, bez zastosowania świecących znaczników charakterystycznych dla innych typów mikroskopii. Choć znaczniki te są bardzo uniwersalne i pozwalają na specyficzne obrazowanie, nie jak w przypadku SRS gdzie niemożliwe jest rozróżnienie jednego białka od drugiego - często oddziaływają one z normalnymi funkcjami oraz ruchem molekuł biologicznych. W przypadku SRS problem ten znika.
Jednak dotychczasowe zastosowania SRS były ograniczone przez powolne tempo obrazowania. "Szybkość 1 obrazu na 45 sekund to było zbyt wolno, aby pokazać żywe zwierzę" - mówi Christian Freudiger, naukowiec pracujący w laboratorium Xie i pierwszy współautor pracy. Nawet zwierzę unieruchomione było zbyt szybkie, aby przy tej technice otrzymać czysty obraz.
Badacze z laboratorium Xie zdecydowali się wziąć sprawy we własne ręce. Absolwent uczelni, Brian Saar obecnie pracujący w Lincoln Laboratory należącym do Massachusetts Institute of Technology wraz z Freudigerem zbudowali nowy wzmacniacz pozwalający na zwiększenie szybkości obrazowania do 25 klatek na sekundę
Zespół zmodernizował detektor fali świetlnej, tak by lepiej wykrywał rozproszone światło, co pozwalało mikroskopowi wykonywać obrazy z grubszych próbek. Jak powiedział Freudiger, przedtem zobaczenie obrazu w trakcie jego wykonywania było niemożliwe, jeśli próbka była zbyt gruba.
Modernizacja ta jest "zadziwiająca" - ocenił inżynier biomedyczny Andy Downes z University of Edinburgh w Wlk.Brytanii, pracujący także nad podobnymi technikami mikroskopowania. Downes odnotował, że nowy mikroskop wykrywa 10-krotnie więcej rozproszonego światła niż poprzednia generacja SRS przedstawiona przez laboratorium Xie dwa lata temu. Ten wzrost czułości pozwoli na zastosowanie techniki w której można będzie monitorować jak lek penetruje tkanki, w tym guzy nowotworowe. Downes ma nadzieję, że to odkrycie pozwoli na badanie leków bez znaczników.
Obecnie, jak powiedział Freudiger, zespół pracuje wraz z bioinżynierem Ericem Seibelem z University of Washington w Seattle nad maksymalną miniaturyzacją całego układu optyki światłowodowej. Stworzono na razie prototyp o szerokości centymetra.
Christian Freudiger obecnie rozmawia z neurochirurgami o testowaniu mikroskopu w operacjach mózgu, aby sprawdzić jego przydatność. "Mamy nadzieję, że uda się cały układ zmniejszyć do szerokości milimetrów" - powiedział.
Nowa technika zastosowana w mikroskopii wideo, pozwalająca uchwycić "nagie" molekuły - bez wiązania ich z fluoryzującymi markerami - po dopracowaniu może wykonywać zdjęcia w wielkim przyspieszeniu. Umożliwi to obserwację molekuł w czasie rzeczywistym w organizmie zwierzęcym, a w niedalekiej przyszłości ułatwi taką transformację obrazowania medycznego, iż możliwe będzie obserwowanie przez chirurgów leków wnikających do guza, który właśnie operują - pisze magazyn naukowy Science.
Wymuszone rozpraszanie Ramana (Stimulated Raman Scattering SRS), bo taką technikę zastosowano, polega na generacji fotonów o wysokiej częstotliwości. Technika ta była udoskonalana od ponad dekady w laboratorium Sunney Xie na Harvard University w Cambridge w stanie Massachusetts. Praca dotycząca nowo wprowadzonej przez laboratorium techniki obrazowania ukazała się w Science.
SRS wykrywa molekuły poprzez charakterystyczne dla ich wiązań chemicznych odbicia fali świetlnej. Mikroskop oświetla cel badania używając dwóch niezależnych urządzeń laserowych, tak zestrojonych, aby różnica w częstotliwości pomiędzy ich strumieniami fal świetlnych była porównywalna z częstotliwością odbicia charakterystyczną dla badanych molekuł.
Zmiana długości fali zachodzi kiedy wiązanie chemiczne w molekule rozprasza światło użyte do oświetlenia badanego obiektu, bez zastosowania świecących znaczników charakterystycznych dla innych typów mikroskopii. Choć znaczniki te są bardzo uniwersalne i pozwalają na specyficzne obrazowanie, nie jak w przypadku SRS gdzie niemożliwe jest rozróżnienie jednego białka od drugiego - często oddziaływają one z normalnymi funkcjami oraz ruchem molekuł biologicznych. W przypadku SRS problem ten znika.
Jednak dotychczasowe zastosowania SRS były ograniczone przez powolne tempo obrazowania. "Szybkość 1 obrazu na 45 sekund to było zbyt wolno, aby pokazać żywe zwierzę" - mówi Christian Freudiger, naukowiec pracujący w laboratorium Xie i pierwszy współautor pracy. Nawet zwierzę unieruchomione było zbyt szybkie, aby przy tej technice otrzymać czysty obraz.
Badacze z laboratorium Xie zdecydowali się wziąć sprawy we własne ręce. Absolwent uczelni, Brian Saar obecnie pracujący w Lincoln Laboratory należącym do Massachusetts Institute of Technology wraz z Freudigerem zbudowali nowy wzmacniacz pozwalający na zwiększenie szybkości obrazowania do 25 klatek na sekundę
Zespół zmodernizował detektor fali świetlnej, tak by lepiej wykrywał rozproszone światło, co pozwalało mikroskopowi wykonywać obrazy z grubszych próbek. Jak powiedział Freudiger, przedtem zobaczenie obrazu w trakcie jego wykonywania było niemożliwe, jeśli próbka była zbyt gruba.
Modernizacja ta jest "zadziwiająca" - ocenił inżynier biomedyczny Andy Downes z University of Edinburgh w Wlk.Brytanii, pracujący także nad podobnymi technikami mikroskopowania. Downes odnotował, że nowy mikroskop wykrywa 10-krotnie więcej rozproszonego światła niż poprzednia generacja SRS przedstawiona przez laboratorium Xie dwa lata temu. Ten wzrost czułości pozwoli na zastosowanie techniki w której można będzie monitorować jak lek penetruje tkanki, w tym guzy nowotworowe. Downes ma nadzieję, że to odkrycie pozwoli na badanie leków bez znaczników.
Obecnie, jak powiedział Freudiger, zespół pracuje wraz z bioinżynierem Ericem Seibelem z University of Washington w Seattle nad maksymalną miniaturyzacją całego układu optyki światłowodowej. Stworzono na razie prototyp o szerokości centymetra.
Christian Freudiger obecnie rozmawia z neurochirurgami o testowaniu mikroskopu w operacjach mózgu, aby sprawdzić jego przydatność. "Mamy nadzieję, że uda się cały układ zmniejszyć do szerokości milimetrów" - powiedział.
Poinformuj znajomych o tym artykule:
REKLAMA
Inne w tym dziale:
- Podnośniki koszowe, usługi dźwigowe. Bydgoszcz REKLAMA
- Żylaki. Leczenie żylaków kończyn dolnych. Bydgoszcz, Inowrocław, Chojnice, Tuchola. REKLAMA
- Ortopeda. Chirurgia ortopedyczna. Medycyna sportowa. Warszawa REKLAMA
- Niemcy. Multigenowy test raka piersi refundowany przez kasy chorych
- PE. Pisemne oświadczenie w sprawie zwalczania raka piersi w Unii Europejskiej
- Pod względem liczby popełnianych błędów odwodnieni kierowcy nie ustępują nietrzeźwym!
- Im niżej, tym lepiej - najnowsze wyniki badań wskazują, że ryzyko zawałów serca i udarów mózgu jest tym niższe, im niższy jest poziom cholesterolu LDL
- Zdrowa dieta bez mięsa
- Alkaptonuria - rzadka choroba czarnych kości. Nieznane wyniszczające schorzenie, pacjenci bez rozpoznania
- Brytyjczycy wolą bezpieczne metody leczenia
- Strefy wolne od dymu tytoniowego sprzyjają zdrowiu dzieci
- Choroby, które zabijają ponad 2 miliony ludzi rocznie
- Poprawa kondycji fizycznej może przyczynić się do szybszego powrotu do zdrowia kobiet z rakiem piersi
- Wszystkie w tym dziale
REKLAMA
