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紫外光短时提高显微镜分辨率对组织无损检查

发布:HPLSElaser    |    2017-12-07 23:55    阅读:169
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一种基于荧光显示的光学成像系统,即紫外表面激发显微镜(MUSE),使用波长低于300nm的紫外光穿透组织样品表面仅数μm,大约与传统显微镜载玻片上组织切片的厚度相仿。MUSE技术是一种非破坏性的技术,能够在几分钟内提供高分辨率的诊断图像,类似于从传统的苏木精和伊红染料(H&E)组织结构中获得的高清图像。


使用MUSE技术拍摄的人体乳腺组织,神经通过一层完整的脂肪细胞。图片来源:美国加州大学戴维斯分校Richard Levenson。

加利福尼亚大学戴维斯分校公共卫生系的研究人员证明,目前被广泛使用的LED光源所产生的280nm紫外光能够穿透组织到达大约一层典型组织切片的厚度。该技术在一系列正常组织和肿瘤组织上分别进行了测试。据研究人员称,这种技术可以生成高空间分辨率和高对比度的图像,不仅能够显示出整个组织结构,还能够显示核染色质结构和有丝分裂的图像。样品在几秒钟内用价格低廉的荧光染料染色。所得到的图像可以实时地进行颜色映射,以复制标准的H&E染色。

用伊红染料或其他标准染料染色以突出诸如细胞核、细胞质和细胞外部组织成分特征的样品产生了亚300nm光谱范围内激发光的信号,这些信号光足够亮以便使用亚秒级曝光时间由常规彩色相机进行检测,能够在不破坏组织的情况下快速采集高分辨率图像。尽管在相对较深的紫外线下被激发时,污染物将发射可见光范围内的光子,可见光信号能够使用传统的基于玻璃的显微镜光学系统以及灰度相机或彩色相机来捕获。

MUSE图像与标准组织学图像和明视野显微镜的图像相似,但它们也可以提供H&E制剂中通常不存在的表面特征和颜色对比特征。传统的明场显微镜检查需要事先准备好安装在载玻片上的组织切片,这一过程可能需要数小时或数天。

Richard Levenson博士表示:“MUSE无需使用福尔马林浸泡、石蜡包埋或薄切片进行传统的组织处理,它不需要光学相干断层扫描仪器,仅需简单的技术就能对活检进行评估。MUSE能够收集高分辨率的图像,而不会对组织造成损伤。”


人体肾动脉的MUSE图像。图片来源:美国加州大学戴维斯分校Richard Levenson。

Levenson认为:“为DNA和其他生物分子的微小组织样本功能测试变得越来越重要。确保测试的标本实际上包含足够数量的肿瘤细胞并不容易,有时只是准备传统的显微镜切片可以消耗大部分甚至全部的样本。使用MUSE能够快速提供新鲜组织的图像而不会耗尽样本。”

MUSE具有生成高质量图像的能力,并且具有高速度和高检测效率,还能为研究快速组织学提供便利。MUSE Microscopy公司正在将该技术逐步商业化。

该研究已发表于Nature Biomedical Engineering。

来源:https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=62854

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