拉曼成像系统是一种结合了共聚焦显微镜和激光拉曼
光谱技术,通过扫描样品并采集每个点产生的拉曼散射信号,生成反映物质化学成分、结构和分布的彩色(伪彩)图像,实现对材料微观世界的化学“指纹”可视化。由于其灵敏度高,且可以实现无损检测,因此被广泛应用于材料科学、生物医学、药物分析等领域。并且有非常多的科学家还在尝试在这项技术上寻求更高层次的突破。
而就在近日,美国密歇根州立大学科学家研发出一种新型拉曼成像系统,这种新型成像系统可以识别附着于肿瘤的纳米粒子所发出的极微弱信号,从而有效区分癌变与健康细胞。理论上来说,借助该系统,可以更好的实现癌症早期诊断及治疗工作。
增强拉曼散射(SERS)纳米粒子可特异性结合肿瘤标志物,而这套系统针对捕捉表面增强拉曼散射(SERS)纳米粒子的微弱信号做了专门的设计,能够准确捕捉并读取到粒子发出的拉曼信号,并自动标示出可能含有肿瘤组织的区域。
为了提升系统的灵敏度,研究团队将可调波长的扫描源激光器与超导纳米线单光子探测器(SNSPD)相结合。SNSPD使用能检测单光子的超导纳米线,可在低背景噪声下高速捕获极微弱光信号。SERS纳米粒子表面涂覆透明质酸,能与肿瘤细胞表面蛋白结合。
更重要的一点是,重新设计后的系统,灵敏度可达飞秒级别,比同类商用系统要强许多,即便是强度仅为同类商用系统1/4的拉曼信号,也能够捕捉到,这在快速筛查病情这一运用场景,有非常大的优势。
目前,团队已经在培养的乳腺癌细胞、小鼠肿瘤组织及健康组织样本中对该系统进行了检验,或许在不远的未来,这套系统能成为推动癌症早期诊断的关键性技术,为人类的健康发展带去重要贡献。