노팅엄 대학의 과학자들은 인체 내부에 배치하여 세포 구조의 3 차원지도를 생성하도록 설계된 최초의 이미지 센서를 개발했습니다.
사람의 머리카락보다 두껍지 않은 광섬유에 레이저와 음파를 결합한 프로토 타입 장치는 표준 내시경과 함께 사용하여 암을 나타내는 세포의 이상을 감지 할 수 있습니다.
노팅엄 대학의 팀이 개발 한 세계 최초의 광섬유 초음파 변환기로 설명되는이 제품은 세포 이미징과 관련된 몇 가지 단점에 대한 임상 솔루션으로 고안되었습니다. 오늘날이를 위해서는 연구 실험실에서 크고 복잡한 과학 기기가 필요하며, 충분한 양으로 인간 세포에 위험을 초래할 수있는 화학 물질로 만든 형광 라벨을 자주 사용합니다.
“종양 세포 강성을 측정하는 방법은 실험실 현미경을 사용하여 구현되었지만 이러한 강력한 도구는 번거롭고 움직이지 않으며 환자의 임상 환경에 적응하지 못합니다.”라고 팀원 Salvatore La Cover는 말합니다.
새로운 이미지 센서에는 한 쌍의 레이저가 장착되어 있으며 그중 하나는 섬유 끝의 금속 층을 사용하여 포논이라고하는 고주파 사운드 입자로 변환됩니다. 이 포논은 주변 조직으로 펌핑되어 음파를 산란시키고 두 번째 레이저와 충돌합니다. 이러한 충돌을 분석함으로써 시스템은 이동하는 음파의 모양을 시각적으로 재현하여 통과 한 세포의 유익한 특성을 나타낼 수 있습니다.
가장 중요한 것은 여기에는 지오메트리와 강성이 모두 포함된다는 것입니다. 그래서 팀은 새로운 도구를 의사가 암을 나타낼 수있는 피부 아래의 이상과 뻣뻣함을 물리적으로 감지 할 수있는 방법과 비교하고 있습니다.
그러나 새로운 초음파 센서는 나노 스케일에서 측정 된 구조의 강성과 공간적 특징을 보여주는 3 차원지도를 만들 수 있으며 현미경 이미지와 유사하거나 훨씬 더 상세한 이미지를 제공합니다.
이 작은 이미징 장치는 단일 광섬유에 부착하거나 기존 내시경에 사용되는 10 ~ 20,000 개의 광섬유 묶음에 통합 될 수 있다고 과학자들은 말합니다. 이 장치는 질병의 징후를 찾기 위해 몸에 삽입 할 수있는 램프와 카메라가 장착 된 얇은 튜브로 구성되어 있으며, 연구팀은이를 새로운 센서와 결합하여 임상 진단의 새로운 가능성을 열 수 있기를 희망합니다.
연구진은 "나노 스케일에 접근 할 때 샘플 강성, 생체 적합성 및 내시경 잠재력을 측정하는 시스템의 능력이 다른 것과 차별화되는 요소라고 믿습니다."라고 말합니다. “이러한 기능은 향후 신체 내 측정을위한 기술을 조정합니다. 진료 시점에서 최소 침습적 진단이라는 궁극적 인 목표를 향해 나아가고 있습니다.”
이 팀은 현재 세포 및 조직 이미징에서 기기의 잠재력을 탐구하고 있지만 표면을 검사하고 재료를 특성화하는 데에도 사용할 수 있습니다.
이 연구는 Light : Science & Applications 저널에 게재되었습니다.
2021-05-04 17:10:42
작가: Vitalii Babkin