延迟荧光成像方法有效手术切除肿瘤

手术治疗的癌症,区分肿瘤和健康组织是至关重要的。荧光标记可以帮助做到这一点,通过增强肿瘤手术期间的对比。一些标记显示一种现象叫做“延迟荧光”(DF)依赖于检测“缺氧”(或低氧浓度),一个条件经常提出的肿瘤。

缺氧的实时成像,可以提供一个高对比度和肿瘤之间健康的细胞。这可以让外科医生移除肿瘤有效。然而,实时缺氧成像手术指导尚未实现。

在一项新的研究发表在《生物医学光学(JBO),研究人员提出了一个光学成像系统,使实时成像对肿瘤组织氧浓度呈现慢性或短暂缺氧。团队实现了通过利用一个名为原卟啉IX的内源性分子(PpIX)展品DF的红色近红外区域。

“这是一个真正独特的当地记者在组织氧分压。PpIX由线粒体在大多数组织中,从内部合成和DF发射的特定属性直接相关微环境氧浓度低,”主席布莱恩·波格解释说,在威斯康辛大学麦迪逊分校的医学物理学,工程科学达特茅斯学院兼职教授,该研究的资深作者。“健康细胞会显示没有DF,因为它是淬火在分子氧的存在。”

的技术挑战在检测DF是由于其低强度;背景噪音很难检测到单光子探测器。

团队使用高度敏感的time-gated成像系统克服了这个问题,它允许在指定时间窗内信号检测。这大大减少了背景噪声,使一个广角氧分压(pO的直接映射₂)改变了DF的信号。结果是实时的代谢信息,一个有用的地图手术指导。

作者阿瑟·Petusseau博士生在达特茅斯大学工程科学,解释说,“获得提示和延迟荧光在快速连续的周期允许成像氧含量在某种程度上是独立于PpIX浓度。”

Petusseau的团队展示了他们的技术使用小鼠模型的功效的胰腺癌,表现出肿瘤缺氧。DF信号从癌细胞获得了五倍,从周围的健康组织氧合。信号对比进一步增强组织成像前触诊时进一步加强短暂缺氧。

工程物理教授根据Frederic Leblond巴黎蒙特利尔和JBO副主编,“Petusseau的团队报告的结果显示缺氧成像作为一种有效的方法来识别肿瘤癌症治疗。PpIX DF检测使用一个已知的临床染料和一个已经在人类标记,和手术指导、潜力巨大。”

Petusseau指出,阿宝的成像₂组织也可以使控制组织的新陈代谢。反过来,这将帮助我们更好地理解所涉及的生物化学氧气供应和消费。