新的技術快速,經濟上監控在活組織的多個分子交往

對光學想像的一個新的途徑在活組織一大區使成為可能對迅速和經濟上監控多個分子交往 -- 例如機構或一個小的動物; 可能有在醫療診斷、引導的手術或者潛伏期的藥物測試的應用的技術。 方法,詳述本質上 Photonics,能够同時跟蹤空間在跨過幾厘米的區的鍵路信息的 16 個顏色,并且可能獲取在一秒鐘的僅僅 billionths 發生的交往。

「我們在短的時期開發了一個聰明的方式獲取大量的信息」,教授說澤維爾 Intes,在 Rensselaer 工學院的生物醫學工程。 「我們的途徑比現有的技術快速地和較低花費沒有在我們獲取數據的精確度的任何妥協」。

當其名字暗示,光學想像使用光調查目標。 在生物醫學的應用,光學想像有許多好處超過技術例如 MRI 和寵物,使用磁性和正電子放射獲取在的活組織裡面的圖像。

這個方法被開發的 Intes 實驗室利用先進的光學成像技術 -- 熒光與養育共振能調用配對的壽命想像 -- 顯示組織分子狀態。 在熒光壽命想像 (FLIM),分子利益用,當激發由光柱,隨著時間的推移散發與有些顏色的一個光信號是預示的他們的立即環境的螢光 「申報人」分子標記。 申報人分子可以調整提供關於環境因素的信息例如黏度、酸碱度或者氧氣出現。 FLIM 對機體的厚實的組織是理想的,因為它取決於準時信息,而不是光強度,極大降低,當它遊遍組織。 研究員也使用了 Forster 共振能調用 (FRET),確定在二個類似標記分子之間的幾乎接近 - 例如藥物和其目標 -- 基於發生的能量轉移,只有當標記分子治療地被傳送到最大的效力的害病的細胞。

然而,而 FLIM-FRET 方法生成信息的信號富有,收集信號迅速和經濟上是有問題的。 當前方法依靠消耗大的照相機,每次能圖像仅一個申報人,并且瀏覽這個主題可能需要幾小時,當這臺照相機從其充分的視野收集信息。

要克服此阻礙,研究員廢棄照相機和使用單一像素探知方法與在 10 分鐘之內給他們收集滿足的相關信息修建一個準確的圖像的一個數學取樣技術結合 (在 Hadamard 基礎上请變換)。 探知方法可能同時收集關於 16 條光譜通道的信息,并且在這個範例附近確定的三檢測裝置用於的空間的情報修建一個三維圖像。

「這是一個新的平臺,在 macroscopy 的一個新的選項,并且我們認為它在這個生物醫學的競技場將有在多種應用軟件的牽引」,說 Intes。

使用 DOI, 「壓縮 hyperspectral 定期解決的寬域熒光壽命想像」出現本質上 Photonics,并且可以被找到: 10.1038/nphoton.2017.82. Intes 在研究被連接了,由國家科學基金會和國家衛生研究所支持,由 Rensselaer 研究生齊 Pian, Ruoyang 姚和 Nattawut Sinsuebphon。

Intes 的研究由新的工藝學校的遠見,認為的高等教育的湧現的示例啟用全球挑戰和機會是很極大的他們不可能由單獨從事甚而這個最有天才的人員足够解決。 Rensselaer 供職作為協作的交叉路 -- 從事與在學科、部門和地理區域間的合作夥伴 -- 使用最先進的工具和技術,解決複雜全球挑戰,許多在 Rensselaer 被發展。 在 Rensselaer 的研究解決按技術挑戰的某些這個世界的 -- 從能量安全和可持續發展到生物工藝學和人類健康。 新的工藝學校是變化的在研究的全球影響,在其創新教育學和在學員中生活在 Rensselaer。

來源: https://news.rpi.edu/content/2017/08/18/new-method-quickly-economically-and-accurately-tracks-multiple-vivo-interactions