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多模态荧光内窥成像评价方法研究
目的:为满足多模态荧光内窥成像质量控制的需求,研究对该类产品进行性能评价的理论和平台.方法:根据内窥镜探头运动轨迹进行数学建模,研究光辐射安全需要的估算方法;搭建实验平台,对内窥镜光学探头设计进行测试,包括焦点、焦距、信号随距离的衰减等重要信息;通过设计体模和开展实验,测试不同模态之间的图像配准问题.结果:得出了光辐射的计算公式,为光辐射安全的评价提供了理论依据;获得了不同探头设计对应的焦点和焦距的变化规律以及距离校正曲线;验证了待测设备的图像配准精度.结论:该实验方法和平台可以有效地对多模态荧光内窥成像进行评价.
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烧伤深度诊断技术的研究进展
烧伤深度诊断技术是烧伤创面诊断的重要技术,为医生尽早选择合适的治疗手段提供了重要依据.综述了烧伤深度诊断技术的研究进展和发展趋势,主要介绍了荧光检测技术、激光多普勒技术、近红外热成像技术,光谱技术及新研究成果.随着烧伤深度诊断技术水平的不断提高,烧伤患者将会得到更快、更好的临床治疗.
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新型细胞成像技术或助力癌症疗法的开发
据Wu I. 2017年6月6日(Nature Chemical Biology,2017 Jun 5. doi:10.1038/nchembio.2395.)报道,美国约克大学和莱顿大学的研究人员通过研究开发了一种新技术,利用荧光成像来追踪多种疾病中关键酶类的活动,包括癌症、遗传性疾病和肾脏疾病. 这项新技术或有望帮助研究人员开发治疗癌症、炎症及肾脏疾病的新型疗法.
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早期乳腺癌前哨淋巴结活检的研究现状与实践
乳腺癌已占据女性恶性肿瘤的首位;近20年来乳腺癌手术治疗的方式也发生了巨大的变化.在早期乳腺癌中,保留乳房手术已经取代改良根治术成为标准术式;前哨淋巴结活检术(sentinel lymph node biopsy,SLNB)也成为准确评估区域淋巴结状态的标准术式,从而避免在腋淋巴结阴性乳腺癌中行腋窝淋巴结清扫术(axillary lymph node dissection,ALND).大型临床试验NSABP-B32和ACOSOG Z0010研究已经牢固确立SLNB作为腋窝分期的精确方法.循证医学Ⅰ级证据证实早期乳腺癌(Ⅰ、Ⅱ期)SLNB是一项腋窝准确分期的微创活检技术;对于无腋窝淋巴结转移临床证据的患者,SLNB可准确确定腋窝淋巴结状况,前哨淋巴结(sentinel lymph node,SLN)阴性患者SLNB代替ALND,可使患者术后并发症显著降低[1-5].NSABP、B32的研究结果表明对于没有明确淋巴结转移临床证据的乳腺癌患者,实施SLNB和ALND在无瘤生存期和总生存期方面差异无统计学意义[5-6].SLN的定义是原发肿瘤发生淋巴结转移所必经的第一站淋巴结,可以是一个或数个淋巴结.SLN阴性时,其下一级淋巴结受侵的概率很小.对于乳腺癌,如果SLN没有转移,其他淋巴结出现转移的概率非常小,估计在5％以下或更低.SLN有肿瘤累及,腋窝其他淋巴结受累的概率约50％[5-11].SLNB已能达到很高的成功率和很低的假阴性率,这项技术已成为乳腺癌的规范化手术之一.虽然SLNB已确立了重要学术和临床地位,但是在临床普及推广过程中仍面临巨大的困难.
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基于5-乙炔基-2'-脱氧尿苷渗入法的不同细胞增殖检测方法比较
[目的]基于5-乙炔基-2'-脱氧尿苷(5-ethynyl-2'-deoxyuridine,EdU)掺入法,比较利用荧光成像和流式细胞术检测细胞增殖的两种方法.[方法]细胞株采用小鼠巨噬细胞系RAW264.7,在六孔细胞培养板中用盖玻片爬片,EdU标记后,细胞爬片用荧光成像法,其余细胞用流式细胞术分别检测细胞增殖率.应用Bland-Altman法检测两种方法测量细胞增殖率的一致性,组内相关系数(interclass correlation coefficient,ICC)检测两种方法的重复性.[结果]荧光显微镜下观察呈现明亮绿色荧光的细胞为EdU标记的处于增殖状态的RAW264.7细胞,其余无绿色荧光的为非增殖期细胞.荧光成像半定量分析的结果显示,约(46.75±16.87)％的细胞处于增殖期;流式细胞术定量结果显示(49.50±3.74)％的细胞处于增殖期,与荧光成像半定量结果比较,未见统计学显著性(P=0.4120).Bland-Altman一致性检验表明,96.30％的点落在95％一致性区间内,偏倚为-2.750;重复性检测表明荧光成像法所得细胞增殖率的组内相关系数为0.562,小于0.75;流式细胞术所得细胞增殖率的组内相关系数为0.869,大于0.75.[结论]荧光成像法和流式细胞术分析均可用于EdU标记法检测细胞增殖,与荧光成像相比,流式细胞术分析法操作简便、重复性好.
关键词： 5-乙炔基-2'-脱氧尿苷 细胞增殖 荧光成像 流式细胞术 -
靶向整合素αvβ6的光声及荧光成像探针的合成
目的：合成靶向整合素αvβ6的光声成像及荧光成像的双功能探针。方法用吲哚氰绿‐羟基琥珀酰亚胺（ICG‐N HS ）与胱氨酸结肽反应生成 ICG‐结肽探针，用反相高效液相色谱仪（RP‐HPLC）分离出探针，质谱仪及光谱仪检测探针的分子量及大吸收波长；光声成像仪及荧光成像仪检测不同浓度探针的光声信号及荧光信号；评估探针在激光照射下的稳定性；使用整合素αvβ6阳性和阴性的细胞进行细胞摄取实验，从而评估探针对整合素αvβ6的靶向性；评估光声成像及荧光成像所能检测到的少细胞数。结果使用RP‐HPLC将ICG‐结肽从反应液中分离，保留时间为21.4 min ，质谱分析测得分子量为4727，荧光标记率为1∶1；光谱仪测得大吸收波长为790 nm ；探针浓度与其光声信号强度呈线性相关，当探针浓度＜1.5×10－5 mol／L时，其浓度与荧光信号呈线性相关，光声成像与荧光成像能从背景中检测到的探针低浓度分别为0.09×10－5 mol／L和0.05×10－5 mol／L ；对探针进行连续20次激光扫描，每次持续1 min ，其光声信号未见明显减退；αvβ6阳性A431细胞与αvβ6阴性293T细胞对ICG‐结肽探针的摄取在不同浓度及不同孵育时间均存在差异（ P ＜0.001）。加入5μmol／L未标记的结肽可以降低A431细胞对ICG‐结肽探针的摄取（ P ＝0.001）；光声成像和荧光成像可分别检测到低至0.4×106个和0.05×106个ICG‐结肽探针标记的A431细胞。结论靶向整合素αvβ6的光声成像及荧光成像的双功能探针具有良好的靶向性及敏感性，在αvβ6阳性肿瘤早期检测方面有潜在的实用价值。
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以BAPTA为基础的荧光钙指示剂
钙信号测定方法包括荧光成像、电生理记录、分子技术等,以及用可穿透细胞测定细胞内钙代谢.在钙信号测定中,荧光钙指示剂是必不可少的.应用荧光钙指示剂研究细胞内钙调节已有20多年的历史.
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计算机辅助联合吲哚菁绿分子荧光影像技术在肝脏肿瘤诊断和手术导航中的应用专家共识
三维可视化是用于显示、描述和解释组织器官三维解剖和形态特征的一种工具,现已经在肝脏外科得到了广泛的应用[1].吲哚菁绿(indocyanine green,ICG)是一种近红外荧光染料,蛋白质结合的ICG可被波长范围在750~810 nm的外来光所激发,发射波长840 nm左右的近红外光[2].自Ishizawa等[3]首次使用ICG分子荧光影像技术指导肝切除术以来,该技术作为一种细胞功能水平的辅助工具,在肝脏肿瘤诊断和手术导航中的应用越来越广泛[4-8].
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探索静水高压在研制黑色素瘤疫苗方面的应用
目的：：探索静水高压在研制黑色素瘤疫苗方面的应用。方法：使用静水高压、液氮反复冻融两种方式破碎鼠源性B16黑色素瘤细胞。将破碎后的细胞悬液与弗氏佐剂混合后制成疫苗用于免疫小鼠，免疫完成后，行尾静脉注射与皮下注射接种肿瘤。通过比较每组小鼠生存时间、皮下肿瘤体积大小、DTH实验、小鼠体内肿瘤荧光成像来比较每种疫苗的免疫效果。结果：相比于液氮冻融及对照组，静水高压组小鼠生存时间长，皮下肿瘤体积小，DTH实验与肿瘤荧光成像均有明显差别。结论：静水高压破碎细胞相比于液氮反复冻融破碎在研制肿瘤疫苗方面有优势。
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荧光成像技术治疗老年妇科恶性肿瘤的研究进展
妇科恶性肿瘤病因复杂,与癌变组织结构的多样性、神经内分泌因素、细菌及病毒感染有关,其中以宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌较为常见.目前,我国老龄化日趋严重,加之环境污染及现代不良的生活习惯,妇科恶性肿瘤发病率不断增加.本文对妇科恶性肿瘤的流行现状及荧光成像技术在其中的应用进行综述.1 流行病学研究1.1 卵巢癌 2010年入选年报的145个登记处(城市63个,农村82个),共覆盖人群158 403 248人(其中城市92 433 739人,农村65 969 509人),卵巢癌的死亡/发病(M/I)比例为0.45,病理诊断比例(MV％)为81.18％,只有死亡证明书比例(DOC％)为1.71％,未认证癌症的比例(UB％)为0.30％.2010年全国卵巢癌新发病例约4.15万例,死亡病例约1.76万例.
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自身荧光成像电子内镜技术能否增加结肠镜息肉检出率的初步研究
结直肠癌是全球范围内常见的恶性肿瘤之一,其有效的预防措施为早期发现并切除结直肠腺瘤.目前,结肠镜检查被公认为是诊断和治疗结直肠息肉的金标准,但常规结肠镜检查对病灶有一定漏诊率.研究表明腺瘤≥1 cm时漏诊率为6%,6～9 mm时为13%,≤5 mm时为27%;右半结肠腺瘤的漏诊率有高于左半结肠的趋势(27%对21%).结肠镜下漏诊腺瘤或恶性肿瘤会增加外科手术率和患者死亡率,为减少漏诊,临床常使用全结肠色素内镜、广角结肠镜或帽状结肠镜检查等加以弥补.
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二氧化硅包覆金纳米团簇的制备及其靶向胃癌细胞和移植瘤双模式成像
目的:制备二氧化硅包覆的金纳米团簇(silica-coated gold nanocluster,AuNC@SiO2),探讨以其为显像剂靶向胃癌MGC-803细胞荧光成像以及胃癌移植瘤模型中CT成像的双模式成像的可行性.方法:采用层层包硅法制备得到AuNC@SiO2,将其和肿瘤细胞标志物叶酸(folic acid,FA)偶联,MTT法检测偶联物AuNC@Si02-FA对MCG-803细胞的毒性作用,激光共聚焦显微镜观察其靶向胃癌细胞荧光成像的可能性；以MG-803细胞皮下接种BALB/c裸鼠建立移植瘤模型,采用CT成像系统采集胃癌移植瘤内注射AuNC@SiO2前后的CT信号,探讨AuNC@SiO2在移植瘤模型中CT成像的可行性.结果:成功制备了形貌均一、分散性良好、具有良好荧光光学特性的AuNC@SiO2,AuNC@SiO2和AuNC@SiO2-FA在500 mg/ml时对胃癌MGC-803细胞和正常胃黏膜GES-1细胞的毒性均较低.在细胞学实验中,AuNC@SiO2-FA能够有效地靶向胃癌MGC-803细胞而非正常GES-1细胞,从而清晰地荧光成像；在裸鼠胃癌移植瘤模型中,肿瘤部位注射AuNC@SiO2后CT信号明显增强,HU值由注射前的129.16上升到383.32.结论:AuNC@SiO2能够用于荧光和CT双模式成像,AuNC@SiO2-FA能靶向胃癌细胞荧光成像.
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自发荧光成像在消化道疾病诊断中的应用
一、自发荧光成像(auto fluorescence imaging,AFI)原理在生物体内某些物质不需外源荧光染料即可受激发发出荧光的现象称自发荧光.在人体组织细胞内富含多种荧光基团,这些荧光基团如胶原蛋白、弹力蛋白、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)等主要聚集胃肠道黏膜下层.正常组织和病变组织所透过的自发光强弱不等,影响自发荧光强弱的主要原因与组织内生化成分及其比例有关.
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MicroRNAs靶向肿瘤分子显像
MicroRNAs (miRNAs)是一类非编码调节基因表达的RNA分子,其通过与靶基因完全或不完全互补结合,降解靶基因或抑制靶基因的翻译,实现对靶基因表达的调节.MiRNAs与肿瘤发生、发展、转移等关系密切,常在肿瘤组织中异常表达,是一种新型的肿瘤标志物.对肿瘤组织异常表达的miRNAs进行显像,有利于对肿瘤进行早期诊断、预后评估及疗效监测等.光学显像、核素显像及多模态显像均已成功用于miRNAs的检测,使得以miRNAs为靶点的分子影像有望为肿瘤的诊断和治疗提供新的方法.
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基于聚合物微泡的超声/荧光双模态造影剂的制备及成像研究
目的 基于模块化思想,通过将具有荧光成像特性的量子点复合到具有超声响应特性的高分子微泡中,制备超声/荧光双模态医学造影剂.方法 将500 mg聚乳酸、50 mg樟脑、0.5ml油酸修饰的硒化镉/硫化锌量子点(CdSe/ZnS,2.3 μmol/L)溶解分散于10 ml二氯甲烷形成有机相,用碳酸铵溶液构成内水相,用聚乙烯醇溶液构成外水相,采用双乳溶剂挥发法和冷冻干燥技术相结合的方法制备兼具超声/荧光双模态成像功能的荧光微泡.用扫描电子显微镜观察荧光微泡形貌,以荧光分光光度计对其发光性能进行表征.搭建体外超声/荧光成像装置,以推注生理盐水的声像图为对照,观察装置中硅胶管注入荧光微泡后的超声对比增强情况和荧光增强情况及两者同步成像效果.评价荧光微泡在体内超声/荧光双模式下对新西兰大白兔肾脏的成像效果.结果 荧光微泡呈规则的球形,具有中空结构,平均粒径为(1.62±1.47) μm,超过99％的微泡直径小于8μm,能够满足超声造影剂大小的基本要求；荧光微泡的荧光发射峰位于632 nm,并能维持量子点良好的发光特性.体外超声/荧光成像结果示:管腔充满生理盐水时,声像图呈完全无回声；推注荧光微泡后,有造影剂的部分回声增强；紫外灯照射下,有造影剂的液柱见明亮红色荧光.推注荧光微泡后,兔肾脏在声像图上清晰显影.结论 成功制备基于聚合物微泡的超声/荧光双模态造影剂,该造影剂具有良好的回声特性和荧光成像能力,可以弥补单一造影剂的缺陷与不足.
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2-NBDG用于乳腺癌MDA-MB-231细胞荧光检测研究
目的:评价荧光2-N[7-硝基苯-2-乙二酸,3-4羟氨基](2-[N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino],NBD)标记2-脱氧葡萄糖(2-deoxyglucose,2-DG)即2-NBDG,靶向探测高表达葡萄糖转运蛋白1(Glut1)的MDA-MB-231乳腺癌细胞可行性. 方法:2-NBDG分别孵育接种在6孔板里的人乳腺癌MDA-MB-231细胞1,10,20,40 min后,荧光显微镜观察并摄像;为了进行竞争性抑制,用D型葡萄糖预先孵育细胞30 min后再加入2-NBDG孵育20 min,荧光显微镜观察并摄像.同时用流式细胞仪分析孵育不同时间及有无竞争抑制的细胞吸收2-NBDG量的差异.结果:荧光成像显示2-NBDG积聚在 MDA-MB-231细胞膜和细胞质内,加入D型葡萄糖竞争抑制后,荧光信号显著减弱;流式细胞仪分析表明初的1 min 2-NBDG被肿瘤细胞迅速摄取(MDA-MB-231细胞自发荧光强度为2.66±0.09,2-NBDG孵育1 min后荧光强度为4.04±0.18),10 min时吸收持续增加(荧光强度为5.64±0.17),20 min吸收明显(荧光强度为25.10±0.57);加入D型葡萄糖竞争抑制后,细胞摄取2-NBDG的荧光强度降低46%.结论:2-NBDG能迅速被高表达Glut1的MDA-MB-231乳腺癌细胞靶向吸收,有望成为葡萄糖代谢的光学标记物来检测高代谢的恶性肿瘤.
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罗丹明基类分子荧光探针在丙酮酸细胞内可视化成像中的应用
为了进行生物体内丙酮酸含量变化的可视化研究,筛选了若干螺酰肼结构的罗丹明基探针分子,在水相中与丙酮酸分子中的活性羰基发生席夫碱反应,螺环单元自发打开,特征荧光和紫外吸收增强.研究发现,罗丹明6G酰肼对丙酮酸响应灵敏度高,565 nm处荧光强度变化与丙酮酸浓度0.2~120 μmol/L范围内呈良好线性相关,检测限低至0.1 μmol/L,专属性高,体内常见生物分子和阴阳离子、活性氧化物等对丙酮酸的检测几乎无干扰,并在非小细胞肺肿瘤细胞A549、肾上皮细胞293T中成功实现了外源性丙酮酸的荧光成像,同时实现了经双酚A诱导的细胞内源性丙酮酸的荧光成像.
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荧光量子点在纳米药物研究中的应用进展
量子点是一类新型无机纳米荧光探针,在长时间、多色的荧光成像和检测中具有突出优势.近年来发展起来的量子点标记技术推动了纳米药物在细胞、活体动物水平上的研究;基于量子点和荧光成像技术开发的集靶向、成像和治疗作用于一体的多功能纳米药物,有望应用于肿瘤诊断和治疗.本文从量子点作为纳米药物载体、量子点标记纳米药物载体、量子点荧光共振能量转移技术用于纳米药物释放研究以及多功能纳米药物开发这四个方面综述了荧光量子点技术用于纳米药物研究的新进展,并讨论了该领域未来可能的发展方向.
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活体荧光成像技术在肿瘤研究中的应用
活体动物体内荧光成像采用荧光报告基团标记细胞或DNA,通过非常灵敏的光学仪器检测,可观测活体动物体内标记肿瘤细胞的生长、转移和肿瘤血管生成,从而为肿瘤诊断方法及抗癌药物的研发提供信息.
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荧光裸小鼠源的人脑胶质母细胞瘤原位移植模型的建立
目的 在表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)裸小鼠脑内建立人脑多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)原位移植模型.方法 将表达GFP的C57/B6鼠与Balb/c nu/nu系裸小鼠杂交筛选出表达GFP的裸小鼠.把人脑GBM组织原位移植于GFP裸小鼠脑内,荧光显微镜下观察移植瘤的生长特性、血管生成及表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)表达.结果 成功培育出表达GFP的荧光裸小鼠;移植瘤中EGFR阳性表达率(78.6±5.2)％,肿瘤侵袭性生长并血管丰富.结论 人脑GBM荧光裸小鼠原位移植模型能模拟人脑原发恶性胶质瘤高侵袭及EGFR高表达的生物学特性.
