新的无标记显微镜技术可更好地可视化细胞外囊泡

贝克曼高级科学技术研究所的生物光子成像实验室已经开发出成像技术，可以在不使用任何染色或标记的情况下研究组织。研究人员使用激光源创建了一个独特的系统，与传统的成像技术相比，该系统可以捕获有关组织的更多信息。该系统提供了更好的细胞外囊泡可视化效果-小包装已知数量增加并且与癌症有关-特别是与乳腺癌细胞有关的囊泡。

“我们可以获得与活体组织的结构和代谢有关的信息。成像系统使我们能够同时捕获所有这些信息，与当前的成像方式相比，我们可以看到有关组织，细胞及其功能的更多细节， “位于伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的阿伯·布利斯工程学教授斯蒂芬·波普帕特博士(Stephen Boppart博士)被任命为电气和计算机工程与生物工程学的负责人，他也是生物光子成像实验室的负责人，也是一名医生。

论文“乳腺癌中细胞外囊泡的无标签可视化和表征”发表在《美国国家科学院院刊》上，并在该杂志的封面上进行了强调。

即使在正常条件下，细胞也利用这些细胞外囊泡相互通讯。肿瘤细胞会改变这些细胞外囊泡，并在体内释放更多。因此，它们有潜力用作癌症进展的标志物。”

斯蒂芬·波普帕特博士

传统的可视化技术依赖于标签的使用，这涉及大量的工作并且会使组织无法用于进一步的检查。“我们的主要贡献是我们可以在不干扰组织或使用任何标记的情况下可视化活组织中的这些囊泡。我们可以看到这些囊泡之间以及与肿瘤的相互作用，” Sixian You，生物工程研究生研究助理说。 Boppart实验室的第一作者。

你说：“成像涉及两种机制。”“某些组织成分会发出不同颜色的不同类型的荧光。另一种机制涉及分子结构，当以某种方式排列时，将为您提供完全不同的颜色集。”实验室使用的技术涉及使用与组织样本相互作用的超短激光脉冲。

研究人员还开始使用这种技术来表征囊泡的内容物。

您说：“我们发现具有较高NADPH分子浓度的囊泡与肿瘤的侵袭性高度相关，并且通常位于血管周围。通过表征囊泡，我们可以在早期阶段很好地检测出癌变，” 。

第二篇论文《通过深度神经网络驱动的多光子虚拟组织学进行实时术中诊断》发表在Precision Oncology上，该论文旨在将无标签成像与深度学习技术相结合。

当前，当外科医生从患者身上移除肿瘤时，他们从肿瘤的边缘分析组织样本以确保所有癌症组织都已被移除。不幸的是，分析样本的病理实验室可能要花费几天的时间才能完成分析。

您说：“我们正在尝试使用无标签技术立即在手术室中观察组织。”“获得图像后，我们将使用深度学习技术，以区分癌性组织和正常乳腺组织。”

“我们希望这项技术可以用于医学诊断和更多的临床应用。当前的技术很有用，但过时且费时。我们认为可以从这项技术中获得很多新的信息，” Boppart说。 。

博帕特说：“该系统本身有些昂贵，但与目前使用的其他高端显微镜不同，随着激光技术的成熟，成本将在几年内下降。”“对我们来说，另一个固有的挑战是，如果您想获得高分辨率的图像，则需要将注意力集中在较小的区域。但是，当我们观察较小的区域时，我们仍然可以充分了解组织中正在发生的事情。 ”

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