有創(chuàng)活檢在癌癥等疾病診斷中極為普遍，但往往會給病人帶來痛苦。美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員開發(fā)出新型內(nèi)窺鏡探針，可直接探查實驗動物精細(xì)組織和活細(xì)胞活動，為未來的無創(chuàng)活檢帶來可能。

研究人員說，這種新型內(nèi)窺鏡探針能顯著提高成像分辨率，可被用于直接觀察綿羊、大鼠和小鼠等動物器官中的精細(xì)組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞活動。未來如果批準(zhǔn)臨床應(yīng)用，該技術(shù)將有望減少癌癥和其他疾病診斷中對有創(chuàng)活檢的依賴。研究近期發(fā)表在《光：科學(xué)與應(yīng)用》期刊上。

該研究領(lǐng)銜研究者、約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程教授李興德說：“利用這些工具，我們能夠觀察到胰腺或肺等器官的內(nèi)部，為我們提供了一種更快更安全的方法來診斷各種疾病?！?/p>

這項名為“雙光子顯微鏡探針”的技術(shù)利用了細(xì)胞自身發(fā)射熒光的能力，而不使用注射染料，避免了用來標(biāo)記組織的化學(xué)物質(zhì)對人體的損害。

當(dāng)分子的電子從“激發(fā)”狀態(tài)回落到其正常能量水平時，就會發(fā)出熒光。正如熒光筆在紫外燈下發(fā)光一樣，動物細(xì)胞也可發(fā)出熒光來提供有關(guān)其活動和功能的實時信息。

為使這項技術(shù)小型化，研究團(tuán)隊將臺式雙光子顯微鏡縮小成只有2毫米直徑的探頭。他們將兩個光脈沖發(fā)射到一個分子中使其發(fā)出熒光，光線穿過一個起聚焦作用的微型透鏡，然后通過與探頭連接的柔性光纖纜線，被發(fā)送到顯示器上。研究人員還加入一個掃描儀以改善器官被光照射到的區(qū)域，從而獲得三維圖像，收集到探針周圍組織的更多信息。

李興德介紹，該技術(shù)的主要挑戰(zhàn)是將細(xì)胞發(fā)出的光線收集到同一儀器中。鏡頭要精心制作，使其不但能聚焦從激光器發(fā)出的光，還要同時收集細(xì)胞發(fā)出的光。光纖纜線也必須定制。

由于該探針可獲得人體內(nèi)活組織的圖像，研究人員能夠在不使用化學(xué)標(biāo)記的情況下監(jiān)測細(xì)胞代謝活動變化，而這些變化可能正是癌癥、中風(fēng)或心臟疾病的指征。該探頭還能監(jiān)測組織的結(jié)構(gòu)變化，可被應(yīng)用于預(yù)測早產(chǎn)等不適于活檢的狀況。