激光掃描光聲顯微鏡在科研實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用介紹

激光掃描光聲顯微鏡是一種高分辨率的生物醫(yī)學(xué)成像儀器，結(jié)合了激光掃描成像和光聲顯微鏡的原理。廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)領(lǐng)域，在很多應(yīng)用場(chǎng)景下而已很好解決其他儀器光學(xué)成像深度不夠、超聲等儀器分辨率不夠等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)精準(zhǔn)的、無(wú)創(chuàng)的、實(shí)時(shí)的、可長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的光聲顯微應(yīng)用，在腫瘤、組織器官（腎臟、肝臟等）、皮膚、脂質(zhì)、腦神經(jīng)、血液動(dòng)力學(xué)、眼科等領(lǐng)域提供了全新的成像工具，為以上各領(lǐng)域的科學(xué)研究提供結(jié)構(gòu)和功能上的高分辨率圖像，為基礎(chǔ)科學(xué)研究提供領(lǐng)先的解決方案。 原理：
利用激光光束對(duì)生物樣本的照射，被激發(fā)的組織吸收光能并產(chǎn)生微小的熱脹，導(dǎo)致產(chǎn)生瞬時(shí)的溫度和壓力變化，這些變化從而引起光聲信號(hào)。這些信號(hào)通過(guò)超聲傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，系統(tǒng)可以重建樣本的結(jié)構(gòu)特征，形成高分辨率的圖像。
 
優(yōu)勢(shì)：

1. 突破純光學(xué)成像的深度，完善組織結(jié)構(gòu)分析；
2. 提高檢查的分辨率，突破3um；
3. 精準(zhǔn)獲得毛細(xì)血管的原位血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)（血氧飽和度、血流速、氧代謝速率）
4. 無(wú)需任何熒光標(biāo)記物或者造影劑；
5. 納秒激光一次激發(fā)快速形成3D成像；

 
應(yīng)用方向（目前僅介紹部分方向）

1. 對(duì)腫瘤組織的研究

常規(guī)對(duì)腫瘤成像的科學(xué)研究使用方法有CT、MRI、活檢或者活體成像，但是這些方法有的分辨率低對(duì)個(gè)體有傷害，有的就是需要離體進(jìn)行檢測(cè)對(duì)個(gè)體仍然有創(chuàng)傷。此外對(duì)于血管腫瘤的微小變化原有方法無(wú)法精準(zhǔn)判斷，對(duì)于這些問(wèn)題光聲顯微鏡都可以解決。
     光聲顯微鏡可以檢測(cè)低于300um的腫瘤，并且可以長(zhǎng)期不間斷的實(shí)時(shí)觀察腫瘤微血管的變化，同時(shí)也可氧代謝速率以精準(zhǔn)劃出腫瘤邊界。對(duì)于腦部的腫瘤或者其他研究，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)觀測(cè)，減少死亡率。
 

1. 皮膚研究（皮膚燙傷、創(chuàng)傷、燒傷、銀屑病、黑色素瘤等）

皮膚樣本一般檢測(cè)是通過(guò)活檢進(jìn)行診斷，但是僅僅提高皮膚內(nèi)的狀態(tài)是不夠的，光聲顯微鏡可以在活體情況下深度分析皮膚內(nèi)部的血管狀態(tài)變化，從而評(píng)估藥物或者其他處理對(duì)血管修復(fù)/新生、血氧飽和度和血流速的影響。
其中特別是對(duì)于皮膚缺損模型，我們通常是看圓形傷口的愈合情況，但是無(wú)法量化，因?yàn)閳A形傷口在大鼠背部形成后會(huì)變成無(wú)規(guī)則的橢圓，不是很好量化愈合面積；但是對(duì)于光聲顯微鏡可以很好的顯示傷口周邊的血管情況，從而指示愈合狀態(tài)。
 

1. 腦研究

光聲顯微鏡能夠?qū)π��?dòng)物進(jìn)行解剖、功能、分子和代謝成像，具有高度可擴(kuò)展的空間分辨力和成像深度。對(duì)于中風(fēng)、阿爾茲海默癥、腫瘤等，在不開(kāi)顱的情況下對(duì)腦血管分析，為病理診斷提高參考。
 
案例：