为生物体内的显微成像开发的新技术

Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg(FAU)的生物技术专家，物理学家和医学研究人员开发了用于生物体内显微成像的技术。微型多光子显微镜可以在未来用于内窥镜，激发身体自身的分子照射，使细胞和组织结构成像，而无需使用合成造影剂。该研究结果现已发表在着名期刊“高级科学”上。

激光用于照射分子

通常需要在显微镜下检查组织样本以诊断疾病。这涉及例如使用结肠镜检查来采集这些样本，并且应用造影剂以有效地区分不同类型的组织。FAU的生物技术专家，物理学家和医学研究人员现在已经开发出一种可以大大简化结肠和其他器官检查的过程。他们将多光子显微镜小型化到能够用于内窥镜的程度。医学生物技术主席Oliver Friedrich教授解释说，多光子显微镜以极高的强度发出聚焦激光脉冲，时间极短。在这个过程中，两个或多个光子与身体中的某些分子同时相互作用，然后使分子发光。

多光子显微镜与传统方法相比具有决定性的优势。患者不需要使用合成造影剂来对结缔组织部分进行成像，因为身体自身的标记由于光子的激发而发光。此外，多光子激光深入细胞，例如进入结肠壁，并提供活组织的高分辨率三维图像，而传统的结肠镜检查仅限于结肠表面的图像。该程序可以补充活检，甚至在某些情况下使它们变得多余。

便携式设备中的多光子技术

多光子显微镜已经在医疗应用中使用，特别是在皮肤表面上。例如，皮肤科医生使用它们来寻找恶性黑素瘤。在内窥镜检查中使用这些显微镜的挑战是技术组件的尺寸。FAU的研究人员现已成功地将整个显微镜和飞秒激光器安装在一个紧凑的便携式设备中。物镜装在一个32毫米长的插管中，直径为1.4毫米。可以电子调整焦点以改变光学穿透。棱镜位于针的点上，允许侧向观察结肠，这意味着可以从相同位置制作组织的各种旋转图像。

多光子器官图谱和病理学

在目前对小动物的实验中，从激光器发出的光通过刚性系统传输。需要更多的研究将系统集成到内窥镜中。弗里德里希说，需要特殊的光子晶体光纤来引导激光脉冲。“此外，除了物镜外，整个扫描机构必须小型化，以便将其集成到柔性内窥镜中。”

多光子显微内窥镜不仅可用于检查结肠。它也可以用于身体的其他部位，例如口腔和喉咙或膀胱。新方法的目的是使医生能够检测器官细胞和细胞壁部分是否在千分尺上发生变化。因此可以限制复杂的染色过程和耗时的活组织检查。弗里德里希教授的团队旨在为医生提供一个图像数据库，提供多光子器官和各种疾病的“图谱”。

该项目由FAU的新兴农田计划(EFI)资助，该计划于2010年成立。该计划的目的是尽早为优秀的研究项目提供灵活的资金。特别考虑跨学科项目。

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