癌症生物特征的3D 量化分析

Cell-CT平台将Prosilica GE 1650 GigE相机用于3D成像系统

VisionGate的创新Cell-CT™平台技术为细胞的量化分析领域带来新的突破,其独到之处是能够根据分子的光吸收密度和同时可选荧光计算出细胞的3D内部结构。计算出来的3D密度结构在细胞内具有各向同性,意味着它的分辨率在三个空间维度上是相等的。细胞并不是放在载玻片上,而是悬浮在液体里,并通过一个微毛细管注入。这个微毛细管能通过360度全方位的2D图像组合实现细胞的3D成像。

VisionGate的3D成像方法是用最先进的X光CT层析图像重建技术,不是用X光而是用可见光子来完成。Cell-CTTM平台能对细胞中的分子记号,染色部位和其他吸收结构的原位3D分布以次微米分辨率进行量化分析,并把细胞作为新的生物特征在第三维上与传统病理学联系在一起。

生物细胞3D结构上的解剖还没有真正在世人面前展现过。大多数细胞的3D结构图是通过极端繁琐的技术获得的近似图。细胞的解剖不可捉摸,而现今的3D知识都是间接获取的。VisionGate的Cell-CTTM平台首次实现了细胞3D复杂解剖成像。这一突破将让优秀科学家实现许多重大的新发现。

Cell-CTTM平台的运作


准备样本
VisionGate首先致力于分析痰液样本。痰液经过处理然后进行筛查。一种化学固定剂被添加到细胞中以防止细胞腐烂。细胞的准备还包括清洁残骸样本,溶解粘液和细胞染色等其他步骤,用来突出可能是癌症潜在病征的细胞特征。被检测的细胞悬浮在液体里进行3D光学成像,并被注射到绕轴心旋转的微毛细管中,以便在细胞流经微毛细管时进行360度全方位观察。

系统安装
Cell-CTTM平台用创新型的伪投影技术,通过模拟标准的平行光投影,使每台x光成像仪器组成一张模拟的投影图像。

Cell-CTTM平台由一个标准Olympus IX71 显微镜和一个油耦合的100倍 1.3 NA 物镜组成,用来收集高分辨率伪投影图像。一台配有千兆以太网接口的200万像素Prosilica GE1650 CCD相机直接安装在显微镜左侧的相机转接口上,接收伪图像。

系统用一个50纳米宽的绿光谱范围内的单色照明来突显特定的细胞特征。

成像过程
相机的旋转和镜头扫描即时同步,以每秒5幅图像的速率为每个细胞360度全方位收集500张伪投影图像。GiGE相机在12位模式下运行,分辨率达1600x900。500张图像通过最先进的计算机断层摄影技术组合成一个染色细胞的显微3D结构图。图像通过软件进行分析,最后为特定的应用提供细胞特征。

展望未来
VisionGate自今年上半年开始将Cell-CTTM平台商业化,以供美国的研究实验室使用。这台仪器可以用来研究任何可悬浮的细胞样本,如血液、宫颈刮片、尿液等。该公司专注于肺部疾病,其长期目标是向医生提供检测癌症早期症状和肺部病况的方法,以提高患者的生存率和平均寿命。