德国研发荧光寿命成像显微平台 可对肿瘤边缘精确成像

2018年7月13日 14:24:34 来源: 中国光学期刊网
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  激光扫描荧光寿命成像显微镜(FLIM)是一种用于对生物系统成像的有效方法,即利用样品中荧光团的衰变率差异来计算得出图像。该显微镜通过使用荧光信号的寿命而不是强度来得出成像数据,能够抵消厚样品中的散射并且具有独立于荧光团浓度的优点。但是迄今为止该技术的视野相对较小,通常小于一毫米。

Becker&Hickl公司的荧光寿命成像技术能够应用于共聚焦激光扫描显微镜设备中,其荧光寿命成像系统为临床应用提供了更好的视野

  德国柏林的仪器供应商Becker&Hickl公司和俄罗斯伏尔加研究医学大学组成的一个联合研究小组开发了一个荧光寿命成像显微平台,能够对18毫米厚的样品进行成像,这是证明其临床适用性的重要一步。据该团队称,这是第一个具有相对较高空间分辨率和分子特异性的共聚焦宏观荧光寿命成像显微系统。

  Becker&Hickl公司的Vladislav Shcheslavskiy表示:“我们的宏观荧光寿命成像显微系统不仅能够获取样本的结构信息,还能够观察样本中发生的某些生化过程,虽然我们的目标是将其用于临床,但它在基础研究中应该也非常有用,例如在疾病发展过程中探测其生物过程,或研究对不同类型治疗方法的生物反应。”

  宏观荧光寿命成像显微平台使用两个检流计镜来扫描激光束,得到光谱和偏振分量,使得图像平面的最大成像区域为18毫米宽,其中激光光斑尺寸为15微米。研究团队注意到扫描镜头的数值孔径大于激光束的数值孔径,这意味着原则上能够用至少1024×1024像素,或者通过适度的过采样即可扫描全尺寸图像。这使得他们能够使用相同的设计对厘米尺度大小的物体进行扫描。

  对小鼠肿瘤进行成像

  在试验中,该显微平台依次对直径为14.6微米的荧光微珠和用荧光染料标记的癌细胞成像,其次应用宏观荧光寿命成像显微镜分析活鼠中的整个肿瘤。这种体内分析是通过同时测量遗传编码的红色荧光蛋白mKate2和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的荧光寿命来实现的,该荧光蛋白用于鉴定肿瘤的位置,上述mKate2是一种负责为活细胞产生能量的分子。

  该团队指出:“收集的信号通过mKate2荧光清楚地显示肿瘤在动物体内的位置,我们能够通过NADH荧光识别其代谢异质性。这些实验将扩展到在宏观尺度上识别肿瘤的代谢和氧气状态。”开发用于临床的宏观荧光寿命成像显微平台将需要进一步改进其灵活性和移动性,该项目目前将解决这个问题。

  Shcheslavskiy表示:“该系统的灵敏度足以观察到内在组织成分如NADH的荧光而无需进行任何提前标记。除了用于研究肿瘤的新陈代谢外,宏观荧光寿命成像显微镜还可用于在细胞分辨率的宏观尺度上跟踪肿瘤的细胞死亡或氧气状态。”