拉曼成像系統(tǒng)是一種結(jié)合了共聚焦顯微鏡和激光拉曼
光譜技術(shù)，通過(guò)掃描樣品并采集每個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生的拉曼散射信號(hào)，生成反映物質(zhì)化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和分布的彩色(偽彩)圖像，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料微觀世界的化學(xué)“指紋”可視化。由于其靈敏度高，且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，因此被廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、藥物分析等領(lǐng)域。并且有非常多的科學(xué)家還在嘗試在這項(xiàng)技術(shù)上尋求更高層次的突破。
而就在近日，美國(guó)密歇根州立大學(xué)科學(xué)家研發(fā)出一種新型拉曼成像系統(tǒng)，這種新型成像系統(tǒng)可以識(shí)別附著于腫瘤的納米粒子所發(fā)出的極微弱信號(hào)，從而有效區(qū)分癌變與健康細(xì)胞。理論上來(lái)說(shuō)，借助該系統(tǒng)，可以更好的實(shí)現(xiàn)癌癥早期診斷及治療工作。
增強(qiáng)拉曼散射(SERS)納米粒子可特異性結(jié)合腫瘤標(biāo)志物，而這套系統(tǒng)針對(duì)捕捉表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)納米粒子的微弱信號(hào)做了專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)，能夠準(zhǔn)確捕捉并讀取到粒子發(fā)出的拉曼信號(hào)，并自動(dòng)標(biāo)示出可能含有腫瘤組織的區(qū)域。
為了提升系統(tǒng)的靈敏度，研究團(tuán)隊(duì)將可調(diào)波長(zhǎng)的掃描源激光器與超導(dǎo)納米線(xiàn)單光子探測(cè)器(SNSPD)相結(jié)合。SNSPD使用能檢測(cè)單光子的超導(dǎo)納米線(xiàn)，可在低背景噪聲下高速捕獲極微弱光信號(hào)。SERS納米粒子表面涂覆透明質(zhì)酸，能與腫瘤細(xì)胞表面蛋白結(jié)合。
更重要的一點(diǎn)是，重新設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)，靈敏度可達(dá)飛秒級(jí)別，比同類(lèi)商用系統(tǒng)要強(qiáng)許多，即便是強(qiáng)度僅為同類(lèi)商用系統(tǒng)1/4的拉曼信號(hào)，也能夠捕捉到，這在快速篩查病情這一運(yùn)用場(chǎng)景，有非常大的優(yōu)勢(shì)。
目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在培養(yǎng)的乳腺癌細(xì)胞、小鼠腫瘤組織及健康組織樣本中對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了檢驗(yàn)，或許在不遠(yuǎn)的未來(lái)，這套系統(tǒng)能成為推動(dòng)癌癥早期診斷的關(guān)鍵性技術(shù)，為人類(lèi)的健康發(fā)展帶去重要貢獻(xiàn)。
