Главная » 2012»Июль»28 » Съемка живых клеток самой быстрой в мире камерой позволяет обнаружить раковые заболевания.
09:03
Съемка живых клеток самой быстрой в мире камерой позволяет обнаружить раковые заболевания.
Съемка живых клеток самой быстрой в мире камерой позволяет обнаружить раковые заболевания.
Одна из самых быстрых камер, когда-либо изготовленных людьми,
может в автоматическом режиме выполнять съемку отдельных живых клеток,
непрерывно обрабатывая миллионы изображений в секунду, что в сотни раз
превышает возможности самых быстрых камер современных оптических
микроскопов. Эта система скоростной съемки будет использоваться для
обнаружений отдельных раковых клеток, скрывающихся среди миллионов
здоровых клеток, что может быть использовано для ранней и быстрой
диагностики различных онкологических заболеваний.
При создании
новой камеры инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе
использовали несколько самых различных технологий, но основной
технологией, благодаря которой эта камера работает вообще, является
технология последовательной усиливающей микроскопии с временным
кодированием (STEAM, Serial Time-Encoded Amplified Microscopy).
Благодаря такой технологии камера может снимать со скоростью 36.7
миллионов кадров в секунду, а "время срабатывания затвора" камеры
равняется 27 пикосекундам.
Для контроля клеток с помощью обычно
используется метод потоковой цитометрии. Миллионы клеток, находящиеся в
жидкости, проходят через специальную лазерную систему, что позволяет
изучить свойства и определить характеристики этих клеток. Этот метод
достаточно быстр, он позволяет обработать тысячи отдельных клеток в
секунду, но в результате работы этого метода невозможно получить
изображения клеток, с его помощью можно только измерить некоторые их
характеристики, электрический потенциал и проводимость, к примеру.
Новая
система высокоскоростной съемки может использоваться для того, что бы в
потоке жидкости, движущейся по капилляру со скоростью 15 километров в
час, посчитать количество редких и аномальных типов клеток, таких как
метастатические раковые клетки. При такой скорости движения жидкости
система способна обработать изображения 100 тысяч клеток в секунду. Во
время лабораторных испытаний система успешно справилась с обнаружением
клеток рака молочной железы, которые находились в крови в соотношении
один к миллиону.
Система работает, освещая сверхкороткими
импульсами лазерного света поток жидкости с находящимися там живыми
клетками, движущийся по капилляру лабораторной установки. Сигналы,
получаемые фотоприемниками, усиливаются и подаются на цифровую
обработку, которую выполняют множество программируемых логических матриц
на аппаратном уровне, ибо ни один из существующих микропроцессоров не
сможет справиться с таким огромным потоком данных. Исследователи начали
разработку системы STEAM ее в 2009 году, но только в последнее время
развитие современных технологий позволило воплотить в реальности то, что
стало самой быстрой камерой в мире.
Производительность системы
ограничивается только стабильностью движения жидкости, определяемой в
настоящее время только скоростью ее движения. Исследователи
рассчитывают, что реализовав некоторые из уже имеющихся идей, им удастся
увеличить скорость движения жидкости в два раза, что позволит с помощью
системы обрабатывать изображения 200 тысяч клеток в секунду.
