Innovativ billeddannelsesteknologi fører til automatiseret patologisk diagnose

FUJIFILM Corporation har udviklet overfladeforbedret Raman-spektroskopi (SERS) billeddannelsesteknologi, der er i stand til at analysere store områder af umærkede/ufarvede vævsmetabolitter med høj præcision ved hjælp af SERS, der forbedrer Raman-spredningslyset, når målstoffet bestråles med lys. påvisning af stoffer med høj følsomhed.

I fælles forskning udført af Fujifilms Frontier Core-Technology Laboratories, Forsknings- og udviklingsledelseshovedkvarter og Keio University (gæsteprofessor Makoto Suematsu, Præsident for det japanske agentur for medicinsk forskning og udvikling som en hovedrolle, Yasuaki Kabe, fuldtidslektor ved Institut for Medicinsk Kemi, School of Medicine, og andre), denne teknologi lykkedes med verdens første automatiserede visualisering af fordelingen af ​​kræftvæv i en sektion af musevæv fra metabolitinformation fra SERS-billeddannelse. Disse er innovative resultater, der vil føre til den automatiske patologiske diagnose af kræftsygdomme, såsom resistens over for anti-cancer midler og bestemmelse af graden af ​​malignitet, ud over at muliggøre mere præcis diskrimination af udviklingen af ​​kræftsygdomme. Resultaterne af denne forskning vil blive offentliggjort i det videnskabelige tidsskrifts online highlight-udgave Naturkommunikation den 19. april, 2018.

Til analyse af kræftvæv og læsioner, metoder såsom mærkning med antistoffer og billeddannelse af cellemorfologi gennem farvning er almindeligt anvendt i form af metoder. Analyse af de lette morfologiske abnormiteter i en celle med høj præcision, imidlertid, kræver betydelig dygtighed. I denne sammenhæng, billeddannelse ved hjælp af SERS (SERS-billeddannelse) gør opmærksom på sin evne til at analysere væv ved at identificere stoffer såsom metabolitter, der er unikke for læsionen, i stedet for at udføre en morfologisk analyse ved hjælp af mærkning og farvning.

SERS-billeddannelse er en analytisk metode, der bruger et fænomen kaldet Raman-spredning, hvor lys med bølgelængde unik for molekylstrukturen spredes, når målstoffet på et substrat bestråles med lys. Ud over, ved at placere metalmikropartikler såsom guld i nanostørrelse på underlaget, Raman-spredningen fra målstoffet kan forstærkes, muliggør påvisning af stoffer med høj følsomhed. Imidlertid, det var vanskeligt at placere metalmikropartikler jævnt over et stort område af substratet og kun at udtrække den nødvendige information fra den forbedrede Raman-spredning for at skabe et billede.

På dets Frontier Core-Technology Laboratories, Fujifilm brugte sin korndannelsesteknologi og nanofotonik-teknologi, der er dyrket gennem den fotografiske filmvirksomhed, til at udvikle SERS-billedteknologi, der er i stand til at analysere store områder af umærkede/ufarvede vævsmetabolitter med høj præcision.

Karakteristika ved SERS billedteknologi udviklet af Fujifilm

I stand til at detektere målstoffet i et stort område med en følsomhed væsentligt højere end den konventionelle Raman-billeddannelse gennem et design, der udnytter korndannelsesteknologien og nanofotonik-teknologien, sprede hestebønneformede guldnanopartikler jævnt over underlaget.

I stand til at afbilde målstoffet, såsom læsionen, præcist ved kun at udtrække den nødvendige information med en proprietær billedbehandlingsalgoritme.

Lys kan bestråles fra substratsiden ved at bruge transparent glas og boehmit som substrat. Da lys kan bestråles, og Raman-spredningen kan detekteres uden at blive blokeret af målstoffet, meget præcis analyse er mulig.

Yderligere, i den fælles forskning udført med Keio University School of Medicine, Institut for Kemi, fordelingen af ​​cancervæv i modelmusevævssektionerne og Raman-spredningen af ​​de respektive metabolitter påvist med SERS-billeddannelsesteknologi blev sammenlignet, og metabolitter med fordelingen unik for cancer blev identificeret. Ud over, undersøgelsen lykkedes med verdens første automatiserede visualisering af fordelingen af ​​umærket/ufarvet cancervæv gennem SERS-billeddannelse med proprietær billedbehandling. Ved at fremme denne teknologi, der er mulighed for, at det kan føre til mere nøjagtig skelnen mellem udviklingen af ​​kræftsygdomme fra metabolitinformation, snarere end diagnoser baseret på lette morfologiske abnormiteter. I øvrigt, det forventes at føre til realisering af kvalitative kræftdiagnoser, såsom at bestemme, om der er resistens over for anti-cancer-midler gennem løbende testning og bestemmelse af graden af ​​malignitet af en cancer.

Fujifilm vil anvende SERS-billeddannelsesteknologi til bio-billeddannelsesområdet i vid udstrækning ud over området for kræftdiagnose, bidrage til at højne den medicinske kvalitet.