science >> Wetenschap >  >> Fysica

Microspectroscopie opent nieuwe wegen voor diagnostiek

Net zoals mechanische eigenschappen en chemische samenstellingen van materialen van fundamenteel belang zijn in gebouwen, de cellen waaruit elk levend organisme bestaat, hebben verschillende eigenschappen en vormen, afhankelijk van hun functie en toestand. Ongecontroleerde wijzigingen in celelasticiteit, of in de elasticiteit van enig biologisch weefsel in het algemeen, zijn symptomen en effecten van pathologieën - verharde kransslagaders die hartproblemen veroorzaken, verzwakte botten die orthopedische complicaties veroorzaken, elastische veranderingen in het hoornvliesweefsel die oculaire pathologieën veroorzaken, enz. Een niet-invasieve experimentele techniek die in-situ de elastische en biochemische eigenschappen van cellen en weefsels kan onderzoeken, zou een strategisch diagnostisch hulpmiddel zijn.

In recente jaren, optica en fotonica, en vooral, microspectroscopische technieken, zijn effectief voor materiaalanalyse. Een studie getiteld "Contactloze mechanische en chemische analyse van afzonderlijke levende cellen door microspectroscopische technieken, " die in het journaal zal verschijnen Natuurlicht:wetenschap en toepassingen , introduceert het gebruik van een nieuwe spectrometer die in staat is om niet-invasieve levende cellen in situ te analyseren met een submicrometrische ruimtelijke resolutie. Het optische systeem verwerft tegelijkertijd de Brillouin- en Raman-spectra, en door gebruik te maken van de interactie tussen licht en materie, is in staat om contactloze mechanische en chemische kaarten van het onderzochte systeem te verstrekken. De samenwerking van natuurkundigen en biotechnologen breidt deze benadering uit tot de analyse van afzonderlijke levende cellen, met name het vermogen van de techniek om de mechanische modulatie als gevolg van subcellulaire eiwitstructuren te volgen.

Verder, er is gevonden dat bij oncogene expressie, cellen vertonen een significante verzachting. Deze eigenschap kan het invasieve potentieel verklaren dat wordt waargenomen in tumorcellen - hun verhoogde vervormbaarheid helpt ze zich door de nauwe ruimtes van de extracellulaire matrix te verspreiden, het bevorderen van de toekomstige ontwikkeling van metastase.

Deze studie benadrukt hoe mechanische eigenschappen van cellen een nieuwe biomarker kunnen zijn voor pathologieën en hoe de voorgestelde techniek een potentieel diagnostisch hulpmiddel kan worden. ook bij tumoren.