IT之家12月29日报道，美国密歇根州立大学的科学家开发出一种新型拉曼成像系统，通过检测附着在肿瘤上的纳米颗粒发出的极微弱信号，可以准确区分癌组织和正常组织。这项技术预计将有助于癌症的早期检测，并将先进的分子成像工具从科学研究实验室推向更实际的临床应用。据 IT House 称，该成像系统旨在检测表面增强拉曼散射 (SERS) 纳米颗粒发出的非常微弱的信号，这些纳米颗粒被设计用于附着在肿瘤标记物上。当纳米颗粒应用于样本或测试部位时，系统读取其拉曼信号并自动突出显示肿瘤更有可能存在的区域或组织。邱震，密歇根州立大学定量健康科学与工程研究所（IQ）研究组组长y Qiu（音译）：“传统的癌症诊断方法费时费力，需要对组织样本进行染色，然后由病理学家来确定是否有异常。虽然我们的系统不能直接代替病理筛查作为诊断，但它不能直接代替病理筛查来加快诊断速度、诊断过程。”在《Optica》杂志上，邱震团队发表文章称，他们的系统不仅能区分癌细胞和健康细胞，还能检测到比同类商业系统弱四倍左右的拉曼信号。这种灵敏度的提高是在分析过程中改变波长的扫频激光与称为超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的超高灵敏度探测器相结合的隐性结果。邱震指出：“这项技术有望催生便携式或术中检测设备，帮助临床癌症患者可以更早地发现癌症，提高活检采样的准确性，并通过微创检测监测疾病进展。邱震的实验室致力于学习如何使用超导纳米线单光子探测器来增强各种成像技术的性能。超导纳米线单光子探测器的核心是捕获光子的超导线，使系统能够高速收集非常微弱的光信号，同时将背景噪声控制在非常低的ancup。在这项研究中，研究人员的目标是开发一种探测平台，能够捕获比现有拉曼系统更弱的拉曼信号。拉曼成像的原理是通过分子独特的光散射特性来绘制样品的化学成分分布图；而表面增强拉曼散射纳米颗粒的应用可以进一步放大此类信号。邱震说：“将这种先进的探测器与扫频拉曼架构不仅取代了笨重的相机，而且还能更有效地捕获光线。由此产生的系统的检测限远远超过类似的商业设备。此外，光纤耦合的结构设计和紧凑的整体体积也为系统小型化和临床转化奠定了基础。”为了测试系统的性能，研究团队使用了表面增强拉曼散射纳米粒子，表面涂覆有透明质酸，可以与多种肿瘤细胞表面相互作用，与CD44蛋白结合。在纳米粒子溶液的初步实验中，系统的检测灵敏度达到了飞摩尔水平。随后研究人员将该成像平台应用于乳腺癌体外培养的细胞、小鼠肿瘤组织和健康组织样本邱震说：“表面增强拉曼散射信号在肿瘤样本中高度富集，而在健康样本中仅看到非常低的背景信号。组织。这不仅证明了系统出色的灵敏度，也体现了区分肿瘤与健康组织的可靠能力。 Billin另外还通过调整或改变检测其他分子的方法来检测预期类型的分子。研究人员指出，该系统在投入临床使用之前还需要做更多的工作。未来的优化方向将集中在提高信号读取速度和扩大验证研究规模。该团队目前正在探索更快的激光源（包括垂直腔面发射激光器），并测试缩小频率扫描范围是否可以进一步提高系统的性能。同时，他们还计划进行多重实验，以使用不同的纳米颗粒同时靶向多个生物标志物。
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