เครื่องวัดฟลูออโรมิเตอร์แบบพกพาที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับการเรืองแสงที่ปล่อยออกมาจากเซลล์มะเร็งที่ติดฉลากได้รับการตรวจสอบเรียบร้อยแล้วโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยซัสแคตเชวัน อุปกรณ์นี้สร้างขึ้นจากผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดราคาไม่แพง โดยมีเป้าหมายที่นักวิจัยในโรงพยาบาลและห้องปฏิบัติการเพื่อใช้เป็นทางเลือกแทนกล้องจุลทรรศน์ถ่ายภาพเรืองแสงราคาแพง
Mohammad Wajih Alam ผู้พัฒนาหลัก
และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าวเพื่อส่งเสริมการใช้และความพร้อมของฟลูออโรมิเตอร์สำหรับห้องปฏิบัติการทางการแพทย์และการวิจัยทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีทรัพยากรจำกัด พวกเขาเชื่อว่าฟลูออโรมิเตอร์ของพวกเขาจะเอาชนะการซื้อและบำรุงรักษาอุปกรณ์ตรวจจับเรืองแสงแบบเดิมที่ห้ามปราม และความจำเป็นที่พนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมในการใช้งานอุปกรณ์การถ่ายภาพที่ซับซ้อน พวกเขาหวังว่าการออกแบบของพวกเขาจะส่งเสริมการวิจัยทางคลินิกและชีวการแพทย์ในการตรวจหามะเร็งหลายชนิดโดยใช้ฟลูออเรสเซนซ์
ทีมงานได้ออกแบบระบบเพื่อให้สามารถประกอบได้อย่างง่ายดายโดยใช้อุปกรณ์ที่ประหยัดและหาได้ง่าย ฟลูออโรมิเตอร์ประกอบด้วยไฟฉาย โฟโตไดโอดที่ตอบสนองในช่วง 400–1100 นาโนเมตร ตัวกรองการปล่อยมลพิษ ไมโครคอนโทรลเลอร์ และหน้าจอ LCD โฟโตไดโอดซึ่งอยู่ด้านล่างตัวกรองการปล่อยมลพิษทันที ถูกวางไว้ภายในห้องตัวอย่างที่พิมพ์ 3 มิติที่สร้างขึ้นเองซึ่งมีวงจรตรวจจับ
แสงที่มองเห็นได้จากไฟฉายทำให้ตัวอย่างตื่นเต้น ในการศึกษานี้ กลุ่มเซลล์มะเร็งเต้านมที่ออกแบบมาเพื่อแสดงโปรตีนเรืองแสงสีเขียว (GFP) ทันทีที่มีการสร้างสัญญาณเรืองแสง โฟโตไดโอดจะตรวจจับสัญญาณที่ปล่อยออกมา ตัวกรองการแผ่รังสีซึ่งได้รับเลือกให้ตรงกับความยาวคลื่นการปล่อยก๊าซของ GFP ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีเพียงแสงเรืองแสงที่ปล่อยออกมาจากตัวอย่างเท่านั้นที่จะไปถึงโฟโตไดโอด ไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมสัญญาณที่ตรวจพบ แปลงสัญญาณอะนาล็อกที่สร้างโดยโฟโตไดโอดเป็นดิจิตอล และสื่อสารกับจอแสดงผล
เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของฟลูออโรมิเตอร์
นักวิจัยได้ทดสอบระบบโดยใช้เซลล์เพาะเลี้ยงที่เพาะบนแผ่นปิดและติดตั้งบนแผ่นกระจก ขั้นแรก พวกเขาวัดสัญญาณเรืองแสงจากตัวอย่างเซลล์ควบคุม ทำซ้ำขั้นตอน 10 ครั้งเพื่อให้ได้ค่าฐานเฉลี่ย จากนั้นจึงวัดเซลล์มะเร็งเต้านมที่แสดง GFP ในลักษณะเดียวกัน ระบบจะเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยจากตัวอย่าง และหากความแตกต่างมากกว่า 700 mV หน้าจอ LCD จะแสดงข้อความ “Cancercell found”
เนื่องจากการบรรจบกันของเซลล์ที่เพาะเลี้ยงอาจส่งผลต่อการอ่าน นักวิจัยจึงประเมินตัวอย่างเซลล์ที่มีการบรรจบกันระหว่าง 30% ถึง 95% พวกเขาพิจารณาแล้วว่าฟลูออโรมิเตอร์ของพวกเขาต้องการการบรรจบกันอย่างน้อย 60% เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างเซลล์ควบคุมและเซลล์มะเร็ง การใช้ตัวอย่างที่เพาะเลี้ยงที่มีการบรรจบกันมากกว่า 60% อุปกรณ์ระบุเซลล์ควบคุมทั้งหมด และตรวจพบเซลล์มะเร็งเก้าใน 10 อย่างถูกต้อง
“เครื่องวัดเรืองแสงของเราตรวจพบการเรืองแสงที่ปล่อยออกมาจากเซลล์มะเร็งเต้านมของมนุษย์ซึ่งได้รับการออกแบบทางพันธุกรรมเพื่อแสดงโปรตีนเรืองแสงสีเขียว เซลล์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นตัวแทนทางคลินิกที่เหมาะสมทางชีวภาพและสะดวกทางเทคนิคของเนื้อเยื่อของผู้ป่วยสำหรับการตรวจหาเซลล์มะเร็งเต้านมแบบเลือกเฟ้นโดยใช้เรืองแสง” ผู้เขียนเขียน
เรากำลังพยายามขยายการใช้อุปกรณ์นี้ ซึ่งเราออกแบบมาเพื่อตรวจจับการเรืองแสงที่ปล่อยออกมาจากเซลล์มะเร็งที่เพาะเลี้ยงในหลอดทดลองเพื่อดูว่าระบบต้นแบบที่มีขนาดกะทัดรัดอยู่แล้วของเราสามารถลดขนาดลงได้อีกหรือไม่” Alam กล่าวกับPhysics World “ขณะนี้เรากำลังดำเนินการตรวจสอบมะเร็ง
ชนิดอื่นๆ ด้วยฟลูออโรมิเตอร์ของเรา
“อุปกรณ์นี้สามารถทำงานแทนกล้องจุลทรรศน์เชิงพาณิชย์ราคาแพงซึ่งมีทรัพยากรจำกัด สามารถใช้ในสถานที่ห่างไกลที่ไม่สามารถวินิจฉัยได้เนื่องจากข้อจำกัดด้านทรัพยากร” Alam กล่าวเสริม “ฟลูออโรมิเตอร์ของเราไม่ได้ใช้แทนเครื่องสแกน MRI และไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็น แต่มันมีศักยภาพมหาศาลสำหรับการนำไปใช้ในอนาคตในการตรวจหาเซลล์มะเร็งเต้านมที่ติดฉลากเรืองแสงแบบคัดเลือก”
แม้ว่าการสาธิตของนักวิจัยจะใช้รังสีเอกซ์ที่เชื่อมโยงกันจากซินโครตรอน แต่พวกเขาคิดว่าประโยชน์เดียวกันนี้สามารถรับรู้ได้ด้วยการปรับเปลี่ยนแหล่ง TXM ที่มีอยู่อย่างง่าย ๆ “นี่คือแกนหลักของความสนใจในงานวิจัยในปัจจุบันของเรา: วิธีผ่อนคลายสภาวะของความมั่นคง การปรับลำแสงและการเชื่อมโยงกันเพื่อให้ Fourier ptychography อาจนำไปใช้กับเครื่องมือที่หลากหลายขึ้น” Andreas Menzel ผู้ตรวจสอบหลักของโครงการกล่าว
ด้านหนึ่งที่นักวิจัยมั่นใจในการปรับปรุงคือความเร็วของกระบวนการ ในขณะนี้ การสร้างภาพใหม่ต้องใช้การได้มาซึ่งแยกกันมากกว่าหนึ่งร้อยครั้งในแต่ละครั้ง โดยที่วัตถุประสงค์และตัวตรวจจับจะเคลื่อนที่ทุกครั้ง
“แท้จริงแล้ว Fourier ptychography มักจะช้ากว่าเทคนิคการถ่ายภาพแบบฟูลฟิลด์อื่นๆ” Menzel กล่าว “อย่างไรก็ตาม ขณะนี้มีการพัฒนาเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถเก็บเครื่องตรวจจับไว้ที่ตำแหน่งเดิมได้ เนื่องจากช่วงการสแกนที่เล็กและน้ำหนักเบาของ FZP การสแกนที่เหลือจึงสามารถจัดลำดับความสำคัญได้เร็วขึ้น”
หากอุปกรณ์ TXM ปัจจุบันสามารถปรับให้เข้ากับการใช้เอ็กซ์เรย์ฟูเรียร์ ptychography ห้องปฏิบัติการที่มีอุปกรณ์ครบครันก็อาจได้รับความสามารถใหม่ที่สำคัญ โดยทั่วไป วัสดุชีวภาพจะดูดซับรังสีเอกซ์ได้มากน้อยเพียงใด ดังนั้นภาพจึงไม่สามารถเปิดเผยรายละเอียดเชิงโครงสร้างที่สำคัญได้ ในทางกลับกัน เฟสของการแผ่รังสีมีความไวต่อความแตกต่างขององค์ประกอบมากกว่ามาก ซึ่งหมายความว่าภาพที่มีคอนทราสต์แบบเฟสสามารถแสดงคุณสมบัติที่ละเอียดอ่อนเกินกว่าที่ TXM มาตรฐานจะจับภาพได้
ข้อดีอีกประการหนึ่งที่ทำให้เทคนิคนี้เหมาะสมอย่างยิ่งกับบริบททางชีววิทยาคือปริมาณรังสีที่ค่อนข้างน้อยที่ส่งไปยังตัวอย่าง “รังสีเอกซ์มีแนวโน้มที่จะทำลายโครงสร้างที่คุณสนใจในการสร้างภาพ” เมนเซลกล่าว “แต่ในการทดลองของเรา การปรับปรุงที่เหนือกว่า TXM มาตรฐานนั้นมาพร้อมกับการแผ่รังสีที่จำเป็นเพิ่มขึ้นจนแทบมองไม่เห็น”
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย
