微秒拉曼成像有望用于细胞、器官的疾病探测

　　作为一个先进的医学诊断工具，振动光谱成像技术可以获取活细胞的图像，有望用于癌症和其他疾病的早期检测。

　　高速光谱图像可以观察活细胞内代谢过程的快速变化，可以实现大面积组织成像,从而能够扫描整个器官。

　　“例如，我们将可以通过食道或膀胱的成像进行肿瘤的诊断,”普渡大学生物医学工程学(Weldon School of Biomedical Engineering)化学系教授Ji-Xin Cheng说,“如果一毫秒每像素,需要10分钟获取一个图像，这个速度太慢，不能看到细胞内发生了什么，现在我们可以在两秒钟内完成一个完整的扫描。”

　　这项技术标志着使用受激拉曼散射来实现微秒振动光谱成像的新方法,该方法在激光的照射下，可以通过测量它们的振动光谱来识别和追踪某些分子，相当于是一种光谱指纹。

　　研究结果发在3月27日的自然出版集团(Nature Publishing Group journal，NPG)的Light: Science & Application杂志上。

　　这种成像技术是免标记的，也就意味着它不需要用染料去标记样品，在诊断方面的应用非常吸引人。新系统的另一个优点是它可以结合流式细胞技术，每秒看一百万个细胞。

　　“比如，你可以观察病人的血液样本中大量的细胞以检测肿瘤,你也可以通过内窥镜直接观察器官,” 普渡大学Discovery Park的Birck纳米技术中心，Label-free成像实验室科学主任Cheng说，“这些功能将会改变拉曼光谱在医学方面的应用。每个细胞有许多细胞器,光谱学可以告诉我们这些细胞器里有什么，而其他技术实现不了。”

　　本文的工作由Cheng;已经毕业的学生Chien-Sheng Liao、Junjie Li 和 Seung-Young Lee;研究科学家Mikhail Slipchenko;博士后研究助理Ping Wang;普度大学Jonathan Amy Facility的前工程师Robert Oglesbee等完成。

　　作为对以上观念的论证,研究人员证明了新系统可以观察人类癌细胞是如何代谢维生素A，以及药物是如何分布在皮肤上。

　　这项技术, 速度比最先进的商业拉曼显微镜快1000倍，在Jonathan Amy Facility以电子器件得以实现，称为32路调谐放大器阵列,或者TAMP 阵列。此项新技术已经申请两项专利。Cheng表示在教大学生人耳如何放大声音的过程中获得这种成像技术想法的灵感。