觀測癌細胞新技術

　　如今癌癥已經越來越難以躲藏了，隨著現代成像技術的發展，研究人員能觀察到了癌細胞的一舉一動，無論是腫瘤的生長，內部活動，還是腫瘤細胞對于周圍組織的影響，都逃不開。

　　來自約翰霍普金斯醫學院巴爾的摩分校體內細胞分子成像中心主任Zaver Bhujwalla說，“我認為成像就是為癌癥而生”，通過成像“能分析癌癥的方方面面。”

　　The Scientist雜志匯總了幾種新組合，范圍跨度老技術和尖端新技術，為癌癥研究人員提供成像選擇。

　　項目：

　　發展光聲成像技術，革新光學顯微和成像中一毫米深度的限制，并且不造成動物，人體以及組織樣品的損傷。

　　方法：

　　簡而言之，“當光熄滅的時候，傳出聲波”，Wang說。光聲成像的方法就在于將深處的吸收光轉變成了聲波，后者比光散射情況低一千倍。這可以通過某光波長納秒脈沖激光照射成像組織來實現。

　　也就是說，當寬束短脈沖激光輻照生物組織時，位于組織體內的吸收體 (如腫瘤 )吸收脈沖光能量，導致升溫膨脹，產生超聲波。這時位于組織體表面的超聲探測器件可以接收到這些外傳的超聲波，并依據探測到的光聲信號來重建組織內光能量吸收分布的圖像。

　　由此可見光聲成像技術檢測的是超聲信號，反映的是光能量吸收的差異，所以這一技術能很好地結合光學和超聲這兩種成像技術各自的優點。而且由于探測的是超聲信號，所以這一技術能克服了純光學成像技術在成像深度與分辨率上不可兼得的不足。而且由于光聲技術的圖像差異來源于組織體光學吸收的不同，這就能夠有效地補充純超聲成像技術在對比度和功能性方面的缺陷。

　　應用：

　　這種成像能觀察到腫瘤，以及腫瘤血管，研究人員還可以利用光聲成像對血紅蛋白成像，分析血流和血管新生的信息，或者測量血紅蛋白氧負載量，來分析癌組織的高代謝情況。“從理論上來說，光聲成像能對任何分子成像”，王說，其研究組已利用這一技術觀測了脂肪，蛋白，細胞色素C，核酸，甚至水分子。“只存在一個問題，那就是尋找合適的波長”，他們能在樣品表面，獲得200納米空間分辨率的圖像—— 五厘米深度就會降低一毫米分辨率。

　　儀器：

　　根據不同的應用，光聲成像儀器可以是一個標準顯微鏡，一個掌上超聲探針，或者四四方方的掃描儀。Wang的實驗室采用的是來自美國密歇根的Endra公司的產品，以及加拿大多倫多VisualSonics公司產品，他預計花費大約為三十萬美元(美國地區價格)。

　　其中Endra公司的小動物光聲成像系統具備納摩爾級的靈敏度，以及280um的高分辨率，可探測表皮20mm以下的光聲信號。并可用于小動物分子成像的定量分析。同時它結合了近紅外探測技術，增強了光的吸收信號，進而增加了圖片對比度，使實驗結果更清晰，更精確。

　　Wang實驗室利用光聲成像技術，清晰地探測到活體小鼠腦血管的分布及顱內小腦、海馬、側室等結構， 并得到了腦實質病損的得到了清晰成像，同時還通過刺激老鼠胡須得到了該大腦皮層中樞的腦血管血流動力學改變的圖像。

　　加拿大VisualSonics則是一家臨床前成像系統公司，生產的高頻超聲波系統是主要為相關領域的科學研究提供成像輔助。 其Vevo LAZR光聲成像系統是基于其原有的世界最先進的小動物超聲基礎上，整合了光聲信號研發的新一代的小動物活體影像系統，其圖像分辨率可高達44um。 Vevo LAZR成像整合了光聲信號和超聲影像的解剖學影像，兼具小動物活體熒光成像的高靈敏性高特異性與小動物超聲成像的高分辨率性，支持2D和3D的實時活體成像。

　　優點：

　　成像不僅包含染料，也包含內源性分子

　　低背景，高靈敏度和對比度

　　缺點：

　　內含空氣的器官，比如肺部，以及厚骨處，比如顱骨會阻擋聲波信號

　　由于空氣的介入，因此研究人員必須利用凝膠，或者液體連接檢測儀器和樣品。