新型激光扫描显微镜改善癌细胞检测

弗劳恩霍夫研究人员开发了一种非常快速的技术，用于确定肿瘤是否已完全切除——甚至在患者离开手术室之前。结合使用激光扫描显微镜和荧光肿瘤标记物，医生可以在手术后立即检测到任何剩余的癌细胞。

手术切除肿瘤是一个微妙的过程。必须以极高的精度和尽可能少的切口完全切除癌组织。之后，外科医生必须问自己一些问题。例如，所有的癌细胞都被完全去除了吗?移除是否会损害周围组织?特别是对于脑肿瘤，尽可能少地去除健康的神经细胞非常重要。

现在，在 LSC-Onco(激光扫描肿瘤学)项目中工作的弗劳恩霍夫研究人员通过结合激光扫描显微镜找到了一种快速、可靠的解决方案。和荧光肿瘤标志物。使用显微镜，医生可以检查肿瘤切除区域周围的组织——甚至无需离开手术室。弗劳恩霍夫生物医学 MEOS 微电子和光学系统中心负责人 Michael Scholles 解释说：“预先应用的荧光标记可以让医生看到切口后可能留下的任何癌细胞。然后这些细胞可以被完全去除，非常精确。” 该技术是在爱尔福特的弗劳恩霍夫中心开发的，MEOS 在那里研究生命科学、微电子、光学和光子学领域的关键技术。该项目涉及德累斯顿弗劳恩霍夫光子微系统 IPMS 研究所和莱比锡弗劳恩霍夫细胞治疗和免疫学 IZI 研究所的研究人员。

手术室中的激光扫描显微镜

在 LSC-Onco 项目中，Fraunhofer IPMS 的专家使用采用 MEMS(微机电系统)技术制造的微扫描镜进一步开发了经过试验和测试的激光扫描显微镜概念。在显微镜内部，镜子以每秒数千次的速度振荡，将波长为 488 纳米的蓝色激光逐点引导到整个像场。镜子同时将组织发出的荧光导向一个高灵敏度的光电探测器。然后可以使用来自光电探测器的信号来构建二维图像。图像也可以记录在不同的平面上，从而使表面下的肿瘤细胞也变得可见。“这意味着，第一次，一个强大的，

该荧光图像显示了用 LSC-Onco 显微镜记录的肿瘤切片。荧光绿色区域表示癌细胞。信用：弗劳恩霍夫-Gesellschaft

荧光肿瘤标志物

在显微镜可以检测到癌细胞之前，必须首先标记细胞本身。Fraunhofer IZI 的研究人员利用他们的生物医学专业知识开发了一种荧光肿瘤标记液，简而言之，这种液体可以使癌细胞在显微镜下发光。Fraunhofer IZI 的团队开发了用于脑和皮肤肿瘤的标记物，目前正在研究其他类型的肿瘤是否会产生类似的反应。经患者同意，Helios Hospital Erfurt 提供了开发肿瘤标志物所需的组织样本。

切除肿瘤后，将肿瘤标记物应用于周围组织，激光扫描显微镜直接定位在伤口上方。当显微镜的蓝色激光束遇到健康细胞时，反射光会被二向色滤光片阻挡，二向色滤光片只能通过特定波长。结果，显微镜显示器上的图像对于这些细胞保持黑色。然而，如果蓝色激光遇到癌细胞，肿瘤标志物就会发出绿色荧光。此光通过二向色滤光片并在显示屏上显示为绿点或色块。该系统的分辨率非常高，甚至可以检测到单个癌细胞并将其显示在显示器上。“用激光扫描显微镜检查手术区域只需要几秒钟，”Scholles 说。

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