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Biophy J:开发出新型光声波技术可对血液相关疾病进行快速检测

来源:生物谷 2013-07-05 00:23

2013年7月4日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登于国际杂志Biophysical Journal上的研究报告中,来自加拿大瑞尔森大学的研究者通过研究揭示,当红细胞受到激光照射时,其就可以产生高频率的含有大量信息的声波,这就好比我们可以听到不同的人的声音从而将其区分开的道理一样。

研究者表示,这项研究就可以帮助科学家分析来自于红细胞的不同声波信息从而识别判断其形状和尺寸,这或许可以帮助开发检测血液相关疾病的技术。

Michael Kolios博士说道,我们计划制造专门的设备来对单一的红细胞进行检测,从而分析其产生的光声信号用以快速进行红细胞病理学疾病的诊断检测。红细胞有规则的双凹面的形状发生偏斜就是血液相关疾病的重要指示剂,而不管是因为遗传畸形、感染性制剂还是化学失衡导致的血液疾病。比如疟疾病人的红细胞是不规则膨大状、镰刀状细胞性贫血患者的红细胞是坚硬镰刀状的。

本文中,通过使用一种特殊的光声显微镜来对声音进行检测,研究者就可以成功地将健康的红细胞和不规则形状的病态红细胞区分开;由于检测仅需花费几分之一秒,因此这种技术可以同自动化的设备进行结合来对来自临床中的一滴血进行检测,快速确定血液中的红细胞特性。

最后研究者Eric Strohm表示,目前我们正在开发一种微流体设备,其结合了激光、探针以及通过靶向区域流动着的单一细胞,这就可以使得我们在最短时间内对成千上万个红细胞进行测定。目前研究者正在研究,看是否可以将这种新型技术应用于其它细胞的测定中去,包括白细胞,而且与此同时,研究者也可以使用这项技术来检测光声信号的变化,从而来确定是否血细胞凝集而形成了危险性的血凝块。(生物谷Bioon.com)

Probing Red Blood Cell Morphology Using High-Frequency Photoacoustics

Eric M. Strohm, , Elizabeth S.L. Berndl and Michael C. Kolios

A method that can rapidly quantify variations in the morphology of single red blood cells (RBCs) using light and sound is presented. When irradiated with a laser pulse, an RBC absorbs the optical energy and emits an ultrasonic pressure wave called a photoacoustic wave. The power spectrum of the resulting photoacoustic wave contains distinctive features that can be used to identify the RBC size and morphology. When particles 5–10 μm in diameter (such as RBCs) are probed with high-frequency photoacoustics, unique periodically varying minima and maxima occur throughout the photoacoustic signal power spectrum at frequencies >100 MHz. The location and distance between spectral minima scale with the size and morphology of the RBC; these shifts can be used to quantify small changes in the morphology of RBCs. Morphological deviations from the normal biconcave RBC shape are commonly associated with disease or infection. Using a single wide-bandwidth transducer sensitive to frequencies between 100 and 500 MHz, we were able to differentiate healthy RBCs from irregularly shaped RBCs (such as echinocytes, spherocytes, and swollen RBCs) with high confidence using a sample size of just 21 RBCs. As each measurement takes only seconds, these methods could eventually be translated to an automated device for rapid characterization of RBC morphology and deployed in a clinical setting to help diagnose RBC pathology.

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