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新型内窥镜探针有望实现无创活检

科普小知识2022-03-10 09:41:58
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新华社北京2月12日电侵入性活检在癌症等疾病的诊断中极为常见,但它经常给患者带来痛苦。美国约翰·霍普金斯大学的研究人员最近开发了一种新的内窥镜探针,它可以直接探测实验动物的精细组织和活细胞活动,从而为未来的无创活检带来了可能性。

研究人员表示,新的内窥镜探头可以显著提高成像分辨率,并可用于直接观察动物器官(如绵羊、大鼠和小鼠)的精细组织结构和细胞活动。如果将来临床应用获得批准,该技术有望减少在癌症和其他疾病诊断中对侵入性活检的依赖。这项研究最近发表在《光:科学与应用》杂志上。

首席研究员、约翰·霍普金斯大学医学院生物医学工程教授李兴德说:“有了这些工具,我们可以观察器官内部,如胰腺或肺,为我们诊断各种疾病提供了一种更快、更安全的方法。”

这项名为“双光子显微镜探针”的技术利用细胞在不注射染料的情况下发出荧光的能力,从而避免了用于标记人体组织的化学物质的损害。

当一个分子的电子从“激发态”回落到正常的能级时,它们会发出荧光。就像荧光笔在紫外线灯下发光一样,动物细胞也能发出荧光,提供关于它们活动和功能的实时信息。

为了使这项技术小型化,研究小组将台式双光子显微镜缩小为直径只有2毫米的探针。他们向一个分子发射两个光脉冲,使其发出荧光。光穿过聚焦微透镜,然后通过连接到探头的柔性光纤电缆发送到显示器。研究人员还增加了一个扫描仪来改善器官受光照射的区域,从而获得三维图像并收集更多关于探头周围组织的信息。

李兴德介绍说,这项技术的主要挑战是将细胞发出的光收集到同一个仪器中。透镜应该仔细制作,这样它不仅能聚焦激光发射的光,还能收集细胞发射的光。光缆也必须定制。

因为探针可以获得人体内活组织的图像,所以研究人员可以监测细胞代谢活动的变化,而无需使用化学标记物,化学标记物可能是癌症、中风或心脏病的指征。该探针还可以监测组织的结构变化,并可用于预测早产和其他不适于活检的情况。