Om tumors te onderzoeken, baseren de pathologen zich momenteel op arbeid-intensief microscopisch onderzoek, gebruikend een eeuw oude cel-bevlekkende methodes die te voltooien dagen kunnen vergen en valse lezingen kunnen geven.
Een lasertechniek snel als de bliksem die, door Sandia de National onderzoeker Paul Gourley wordt geleid van Laboratoria, heeft laboratoriumdemonstraties van nauwkeurige, in real time, hoog-productieidentificatie van de cellen van de levertumor in hun vroegste stadia, en zonder invasieve chemische reagentia verstrekt.
De techniek produceert een laserstraal in enige menselijke die cellen van een fles door uiterst kleine microchannels worden gepompt. De straal wordt veranderd door wat het ontmoet. Deze die veranderingen, door een weergavespectrometer worden geregistreerd, identificeren onmiddellijk kanker-gewijzigde mitochondria in cellen gegaan verkeerd. Mitochondria zijn genoemd geworden machtspak cellen, die hen activeren als batteries do flashlight bollen.
„Er zijn honderden mitochondria, soms duizenden, in een cel,“ zegt Gourley. „Hen op de oude manier zien vereist een tijdrovend proces zoals het fluorescente etiketteren of een chemische reagens. Wij hebben gevonden wij hen door alleen licht kunnen onmiddellijk zien.“
De technieken zouden kritiek kunnen zijn aan het vooruitgaan van vroege opsporing, diagnose, en behandeling van ziekte.
Technischer gezet, „om de gezondheid van één enkele zoogdiercel snel te beoordelen,“ zegt Gourley, de „belangrijkste ontdekking was de opheldering van biophotonic verschillen in normale en kankercellen door intracellular mitochondria als biomarkers voor ziekte te gebruiken. Deze techniek houdt belofte voor het ontdekken van kanker in een zeer vroeg stadium in en kon vertragingen in diagnose en behandeling bijna elimineren.“
De techniek is efficiënt omdat „het veranderingen in de celarchitectuur meet, vooral die die van wijzigingen in eiwitdichtheid het gevolg zijn, cytoskeleton vorm, en distributie van mitochondria - de veranderingen die voorkomen wanneer een cel kanker wordt,“ zegt Gourley.
„Men zou denken dat als een cel niet-functioneel werd, het gedesorganiseerd zou worden. In kanker, echter, die niet het geval is. Een kankercel is als een opstandige terrorist met een zeer duidelijk omlijnde agenda. Het herschikt cytoskeleton en de regeling van mitochondria in de cel. Het is niet meer een behulpzame agent in een inzameling van cellen maar wordt kwaadwillig, probeert om buiten het gebied te krijgen, en kaapt de ademhalingsmachines van een cel.“
Het is deze veranderingen - een soort op:voeren-omhoog de misdadige krachten - die het apparaat van Gourley, genoemd een biocavitylaser, ontdekt.
Hetdunne in lagen aanbrengen van arsenide van het galliumaluminium combinaties verzendt op talrijke uiterst kleine stralen van een klein producerend gebied in dwarsdoorsnede. Deze stralen worden versterkt of door de positie en de dichtheid van mitochondria tegengewerkt.
De „beelden die wij van normale en kankercellen hebben gekregen zijn zeer verschillend,“ zegt Gourley. „Mitochondria zweren zich rond de kern en het werk bundelen samen om energie aan de gezonde, functionerende cel te leveren. In tegenstelling, helemaal over zitten mitochondria in de kankercel, geïsoleerd en balled omhoog in een rustige, niet-functioneert staat. Blijkbaar, leiden de snel het groeien kankercellen energie uit een alternatieve bron zoals vrije glucose in de cel af.“
Gelukkig, is mitochondrion bijna de zelfde grootte zoals de lichte golflengte van ongeveer 800 die nanometers, een frequentie anders weinig door het lichaam wordt geabsorbeerd. Wegens deze dichte gelijke, is de laser exquisitely gevoelig voor subtiele veranderingen in de mitochondria grootte en de gevolgen van zich het groeperen. Tot op heden, heeft het onderzoeksteam geconstateerd dat 90 tot 95 geproduceerd percent van lichte verspreiding van optische eigenschappen van mitochondria is.