Hemoglobiinin hapettumisen tutkiminen kolmannen harmonisen sukupolven mikroskopialla

Viime aikoina oksimetriä, joka havaitsee spektrivasteen aallonpituuksilla 660 nm ja 940 nm, on käytetty laajalti hapetustilan mittaamiseen. Sen alhainen avaruudellinen resoluutio ja rajallinen tunkeutumissyvyys ihmisen ihoon kuitenkin rajoittavat oksimetrin kliinistä käyttöä erityisesti syövän varhaisessa havaitsemisessa. Varhaisen vaiheen syövän kehityksessä angiogeneesi ja happivaje kasvaimen ympärillä ovat kaksi tärkeää kasvaimen kasvun indikaattoria. Jos angiogeneesi ja alhainen hapetustila voidaan tunnistaa samanaikaisesti, tutkijat voivat helposti havaita varhaisen vaiheen kasvaimen normaalista kudoksesta.

Tutkijat ovat työskennelleet kolmannen harmonisen sukupolven mikroskopiajärjestelmien kehittämiseksi ja raportoivat onnistuneesta paljastaa ihmisen ihonäytteiden morfologiaa. Koska THG-prosessi perustuu virtuaaliseen siirtymiseen ilman energian kertymistä, THG-mikroskopia mahdollistaa ex vivo -näytteiden kuvantamisen ilman ylimääräistä leimaa ja invasiivista menettelyä. Biomateriaalien biologisen prosessin tutkimiseksi edelleen tutkijat kehittävät sTHGM:n, jossa THG-spektri jaetaan analysoitavaksi kuvantamisprosessin aikana. Tässä projektissa tutkijat pyrkivät selvittämään punasolujen hapetuspitoisuutta srTHG-mikroskopiajärjestelmän avulla.

SrTHG käyttää Cr:forsteriittiviritystä, jonka keskusaallonpituus ja kaistanleveys ovat 1266 nm ja 92 nm. Laajakaistaherätys kattaa laajan valikoiman THG-signaaleja, jotta hapetetun ja happivapaan hemoglobiinin spektrivaste voidaan hakea ja analysoida. Kolmea pitkäpäästösuodatinta ja kolmea kaistanpäästösuodatinta käytetään jakamaan THG-signaalit kolmeen kanavaan näytteen spektrivasteiden analysoimiseksi. Signaalit vahvistetaan fotomonistinputkella (PMT) ja pseudovärisillä sinisellä, vihreällä ja punaisella kanavissa A, B ja C. Kyky paljastaa rakenteen morfologia ja sitä vastaava biologinen informaatio in situ antaisi apulaisen tuumorin varhaisen vaiheen diagnosoinnissa sekä mahdollisen tuen kliinisessä hoidossa.