通過(guò)為無(wú)處不在的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)顯微鏡增加紅外功能，伊利諾伊大學(xué)香檳分校的研究人員希望將癌癥診斷帶入數(shù)字時(shí)代。
將紅外測(cè)量與高分辨率光學(xué)圖像和機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，研究人員創(chuàng)建了與傳統(tǒng)病理學(xué)技術(shù)密切相關(guān)并且性能優(yōu)于最先進(jìn)的紅外顯微鏡的數(shù)字活檢。
在伊利諾伊州生物工程學(xué)教授兼癌癥中心主任羅希特·巴爾加瓦 (Rohit Bhargava) 的帶領(lǐng)下，該小組在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上發(fā)表了研究結(jié)果。
“優(yōu)點(diǎn)是不需要染色，并且可以測(cè)量細(xì)胞的組織及其化學(xué)成分。測(cè)量腫瘤細(xì)胞的化學(xué)成分及其微環(huán)境可以導(dǎo)致更好的癌癥診斷和更好地了解疾病，”Bhargava 說(shuō)。
組織病理學(xué)的金標(biāo)準(zhǔn)是添加染料或染色劑，使病理學(xué)家可以在顯微鏡下看到細(xì)胞的形狀和圖案。然而，很難將癌癥與健康組織區(qū)分開(kāi)來(lái)或確定腫瘤的邊界，而且在許多情況下診斷是主觀的。
“一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，我們一直依靠在人體組織活檢中添加染料來(lái)診斷腫瘤。然而，染料誘導(dǎo)的形狀和顏色提供的關(guān)于驅(qū)動(dòng)癌癥的潛在分子變化的信息非常有限，”Bhargava 說(shuō)。
紅外顯微鏡等技術(shù)可以測(cè)量組織的分子組成，提供可以區(qū)分細(xì)胞類型的定量措施。不幸的是，紅外顯微鏡很昂貴，而且樣品需要特殊的準(zhǔn)備和處理，這使得它們對(duì)于絕大多數(shù)臨床和研究環(huán)境來(lái)說(shuō)是不切實(shí)際的。
Bhargava 的團(tuán)隊(duì)通過(guò)在光學(xué)相機(jī)上添加紅外激光器和稱為干涉物鏡的專用顯微鏡鏡頭開(kāi)發(fā)了混合顯微鏡。紅外光學(xué)混合使用光學(xué)顯微鏡測(cè)量紅外數(shù)據(jù)和高分辨率光學(xué)圖像——這種顯微鏡在診所和實(shí)驗(yàn)室中無(wú)處不在。
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