雷射為源的光片顯微分析用於癌症的診斷,將同CT診斷一樣簡單

2020-12-05 江蘇雷射產業創新聯盟

江蘇雷射聯盟導讀：TU Wien　和TU　Munich的聯合研究小組，發展了一種新的顯微分析技術，以雷射為光源，可以實現更加可靠的癌症診斷結果。這一技術可以允許腫瘤在外科手術後進行３D分析，而不需要對腫瘤進行切片分析。不在需要切片，同CT診斷技術一樣非常簡單．

來自TU Wien（澳大利亞）和TU　Munich（慕尼黑）的聯合研究小組，發展了一種新的顯微分析技術，可以實現更加可靠的癌症診斷結果。這一技術可以允許腫瘤在外科手術後進行３D分析，而不需要對腫瘤進行切片分析。

早期的用於癌症手術的成功評估需要病理學家切取薄片進行分析，薄片的厚度大約4 m,寬度為5mm.這些薄片樣品在顯微鏡下進行分析以確定是否存在癌症細胞.這一檢測辦法只需要檢測少量的腫瘤.

超高倍顯微鏡下化學處理過的透明腫瘤,採用光片進行照射

來自TU Wien和TU Munich的聯合研究小組最近發展了一種新技術，可以對腫瘤進行3D分析，使得腫瘤變得透明化. Inna Sabdyusheva,是該項目的一名研究人員，這一研究是他論文的一部分，發展了一種化學工藝來清理乳腺癌樣品，這一工藝是基於TU Wien的科學家Klaus Becker所發展的.這一工藝可以使得癌症細胞的結構在識別的時候其結構不會發生改變.

超高倍顯微鏡 的裝置用於記錄大的樣品的組織

圖解： (a) 超高倍顯微鏡的裝置： 藍寶石雷射器(Sapphire 雷射器)單元用於螢光激發(圖中未顯示) ， 一個分束器立方體 (BSC), 45 度的鍍銀鏡片 (M), 兩個光片生成單元(two light sheet generator units (LSG)),兩個線性階段(two linear stages (LS)) 來運動 LSG 單元沿著光束傳播軸(Z)來使(圖像甲)疊映在(圖像乙)的光片中心，該光片中心在生物學樣品的中心，計算機來控制工作檯的運動，運動樣品垂直通過光片 (VS),一個石英容器(QC),填充影像介質(DBE) ， 探測單元包括 ×2, ×4 or ×16物鏡，該物鏡配備一個調製器(MO)用於補償折射率失配，一個鏡筒透鏡(TL)配備一個帶通濾波器(BPF)驅動輪， 和一個CMOS 相機. (b,c) 癌症樣品的記錄放大2X.

樣品在超高倍顯微鏡下進行分析，此處有一個光片，一薄層雷射束，該雷射束穿透組織.

TU Wien發展的革新性的技術獲得3D腫瘤圖像

同以往相比,可以用更少的時間,同時在檢查方面具有更強的可靠性,Hans-Ulrich Dodt說到,他是TU Wien的一名生物電子學教授,此外,這一新的3D技術同時也會提供足夠充分的關於癌症發展研究的科學信息.由於這一技術屬於首次展示癌症細胞在手術樣品中三維空間的傳播情況,對 腫瘤生物學的理解同時也會獲得顯著的進展.

人體腫瘤在經過快速的清理和超顯微術之後，利用本文的技術得到的３D組織病理學照片

病理學家Dodt的設想是，具有可以利用滑鼠來滾動瀏覽的能力，這一技術同目前採用放射學進行診斷相類似.他相信通過這一數據獲得的大量的數據可以為人工智慧協助診斷提供機會.

在不久的將來，也許計算機編程技術可以加速和簡化腫瘤的診斷，Dodt 說到.

這一研究成果發表在期刊<Scientific Reports>上.

文章來源：Sabdyusheva Litschauer, I., Becker, K., Saghafi, S. et al. 3D histopathology of human tumours by fast clearing and ultramicroscopy. Sci Rep 10, 17619 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-71737-w

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