ノッティンガム大学の科学者たちは、細胞構造の3次元マップを生成するために、人体の内部に配置されるように設計された、この種では初めてのイメージセンサーを開発しました。
人間の髪の毛よりも太くない光ファイバーでレーザーと音波を組み合わせたプロトタイプのデバイスは、標準的な内視鏡で使用して、癌を示す細胞の異常を検出することができます。
ノッティンガム大学のチームによって開発された世界初の光ファイバー超音波トランスデューサーとして説明されており、細胞イメージングに関連するいくつかの欠点に対する臨床的解決策として考案されました。今日、これには研究所で大きくて複雑な科学機器が必要であり、化学物質で作られた蛍光ラベルを使用することが多く、十分な量では人間の細胞に危険をもたらす可能性があります。
「腫瘍細胞の硬さを測定する方法は、実験用顕微鏡を使用して実装されていますが、これらの強力な機器は扱いにくく、動かず、患者の臨床環境に適応しません」とチームメンバーのサルヴァトーレラカバーは言います。
新しいイメージセンサーには1対のレーザーが搭載されており、そのうちの1つは、ファイバーの端にある金属層を使用してフォノンと呼ばれる高周波の音の粒子に変換されます。これらのフォノンは周囲の組織に送り込まれ、音波が散乱し、2番目のレーザーと衝突します。これらの衝突を分析することにより、システムは進行する音波の形状を視覚的に再現することができ、通過した細胞の有益な特性を明らかにすることができます。
最も重要なことは、これには形状と剛性の両方が含まれることです。そのため、チームは新しいツールを、医師が癌を示す可能性のある皮膚の下の異常やこわばりを物理的に感知する方法と比較しています。
ただし、新しい超音波センサーは、ナノスケールで測定された構造の剛性と空間的特徴を示す3次元マップを作成でき、顕微鏡の画像と同様またはさらに詳細な画像を提供します。
科学者によると、この小さなイメージングデバイスは、単一の光ファイバーに接続することも、従来の内視鏡で使用されている10〜20,000本のファイバーの束に統合することもできます。これらのデバイスは、病気の兆候を探すために体内に挿入できるランプとカメラを備えた細いチューブで構成されており、チームはそれらを新しいセンサーと組み合わせることで、臨床診断の新しい可能性を開くことを望んでいます。
「ナノスケールにアクセスする際のサンプルの剛性、生体適合性、内視鏡の可能性を測定するシステムの能力が、他のシステムと一線を画していると私たちは信じています」と研究者たちは述べています。 「これらの機能は、体内の将来の測定のためにテクノロジーを調整します。ポイントオブケアでの低侵襲診断という究極の目標に向けて。」
チームは現在、細胞および組織のイメージングにおける機器の可能性を探っていますが、表面の検査や材料の特性評価にも使用できます。
この研究は、ジャーナルLight：Science＆Applicationsに掲載されました。
2021-05-04 17:10:42
著者: Vitalii Babkin