FUJIFILM Corporation heeft oppervlakte-enhanced Raman-spectroscopie (SERS)-beeldvormingstechnologie ontwikkeld die grote gebieden van niet-gelabelde/ongekleurde weefselmetabolieten met hoge precisie kan analyseren met behulp van SERS die het Raman-verstrooiingslicht verbetert wanneer de doelstof wordt bestraald met licht, het detecteren van stoffen met een hoge gevoeligheid.

In gezamenlijk onderzoek uitgevoerd door Fujifilm's Frontier Core-Technology Laboratories, Research and Development Management Headquarters en Keio University (bezoek aan professor Makoto Suematsu, Voorzitter van het Japan Agency for Medical Research and Development in de hoofdrol, Yasuaki Kabe, fulltime docent afdeling Medische Chemie, Medische faculteit, en anderen), deze technologie slaagde in 's werelds eerste geautomatiseerde visualisatie van de distributie van kankerweefsels in een sectie van muisweefsels uit metabolietinformatie van SERS-beeldvorming. Dit zijn innovatieve resultaten die zullen leiden tot de geautomatiseerde pathologische diagnose van kankers, zoals resistentie tegen kankerbestrijdende middelen en bepaling van de mate van maligniteit, naast een nauwkeurigere discriminatie van de progressie van kankers mogelijk te maken. De resultaten van dit onderzoek worden gepubliceerd in de online highlight-editie van het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie op 19 april 2018.

Voor het analyseren van kankerweefsels en laesies, methoden zoals labelen met antilichamen en beeldvorming van celmorfologie door middel van kleuring worden vaak gebruikt in termen van methoden. Analyseren van de lichte morfologische afwijkingen van een cel met hoge precisie, echter, vereist een aanzienlijke vaardigheid. In deze context, beeldvorming met SERS (SERS-beeldvorming) trekt de aandacht vanwege zijn vermogen om weefsels te analyseren door stoffen zoals metabolieten te identificeren die uniek zijn voor de laesie in plaats van een morfologische analyse uit te voeren met behulp van labeling en kleuring.

SERS-beeldvorming is een analytische methode die gebruik maakt van een fenomeen genaamd Raman-verstrooiing, waarin licht met een golflengte die uniek is voor de moleculaire structuur wordt verstrooid wanneer de doelstof op een substraat wordt bestraald met licht. In aanvulling, door metalen microdeeltjes zoals goud van nanoformaat op het substraat te plaatsen, de Raman-verstrooiing van de doelstof kan worden versterkt, waardoor de detectie van stoffen met een hoge gevoeligheid mogelijk is. Echter, het was moeilijk om metalen microdeeltjes gelijkmatig over een groot gebied van het substraat te plaatsen en om alleen de noodzakelijke informatie uit de verbeterde Raman-verstrooiing te halen om een ​​afbeelding te creëren.

Bij de Frontier Core-Technology Laboratoria, Fujifilm gebruikte zijn korrelvormingstechnologie en nanofotonica-technologie die werd ontwikkeld door de fotografische filmindustrie om SERS-beeldvormingstechnologie te ontwikkelen die grote gebieden van niet-gelabelde/ongekleurde weefselmetabolieten met hoge precisie kan analyseren.

Kenmerken van SERS-beeldvormingstechnologie ontwikkeld door Fujifilm

In staat om de doelstof in een groot gebied te detecteren met een gevoeligheid die aanzienlijk hoger is dan de conventionele Raman-beeldvorming door een ontwerp dat gebruik maakt van de korrelvormingstechnologie en nanofotonica-technologie, paardenboonvormige gouden nanodeeltjes gelijkmatig over het substraat verspreiden.

In staat om de doelstof, zoals de laesie, nauwkeurig af te beelden door alleen de noodzakelijke informatie te extraheren met een gepatenteerd beeldvormingsalgoritme.

Licht kan vanaf de substraatzijde worden ingestraald door transparant glas en boehmiet als substraat te gebruiken. Omdat licht kan worden bestraald en de Raman-verstrooiing kan worden gedetecteerd zonder te worden belemmerd door de doelstof, zeer nauwkeurige analyse mogelijk is.

Verder, in het gezamenlijke onderzoek met de Keio University School of Medicine, Afdeling Chemie, de verdeling van kankerweefsels in de weefselsecties van de muismodel en de Raman-verstrooiing van de respectieve metabolieten gedetecteerd met SERS-beeldvormingstechnologie werden vergeleken, en metabolieten met de distributie die uniek is voor kanker werden geïdentificeerd. In aanvulling, de studie slaagde in 's werelds eerste geautomatiseerde visualisatie van de distributie van niet-gelabelde/ongekleurde kankerweefsels via de SERS-beeldvorming met gepatenteerde beeldverwerking. Door deze technologie verder te ontwikkelen, de mogelijkheid bestaat dat dit kan leiden tot een nauwkeuriger onderscheid van de progressie van kankers op basis van informatie over metabolieten, in plaats van diagnoses op basis van lichte morfologische afwijkingen. Bovendien, het zal naar verwachting leiden tot de realisatie van kwalitatieve diagnoses van kanker, zoals het bepalen of er resistentie is tegen antikankermiddelen door middel van voortdurende tests en het bepalen van de mate van maligniteit van een kanker.

Fujifilm zal SERS-beeldvormingstechnologie op grote schaal toepassen op het gebied van bio-imaging, naast het gebied van kankerdiagnose, bijdragen aan de verbetering van de medische kwaliteit.