多谱线光声断层摄影术的癌症异质性光学成像

摘要

目的考察多谱线光声断层摄影术(MSOT)在展示目标外源物质的不均匀分布状况和活体样本恶性肿瘤中直径在毫米级的血管的特征等方面的能力。材料与方法实验中涉及的对动物的操作经上巴伐利亚行政区政府批准。研究人员使用一台MSOT装置(产生横断面图像速度为10帧/s,平面内分辨率约为150μm)对小鼠皮下肿瘤进行成像。为了研究动态对比强化,研究人员系统性地对3只患4T1型肿瘤的小鼠进行注射吲哚菁绿(ICG)操作,并在该操作前、注射时及注射后20 min,4 h和24 h对上述小鼠进行成像。荧光显微镜成像结果被用于对比。靶向荧光剂(注射6 h后)和血红蛋白氧合物的MSOT同时进行(4T1型肿瘤:n=3)。冰冻切片的荧光显微镜成像结果被用于验证上述结果。研究人员利用长循环时间金纳米棒对由于渗透性增加和肿瘤(4T1型肿瘤:n=4,HT29型肿瘤:n=3,A2780型肿瘤:n=2)内的滞留产生的积聚效应进行评估(注射前,注射时,注射后1 h,5 h和24 h)。暗场显微镜检查结果被用于验证上述结果。结果吲哚菁绿可用于动态对比强化。与荧光显微镜成像对比,MSOT显示了肿瘤内药剂的不均匀分布。靶向荧光剂和脱氧血红蛋白的同时成像让研究人员除目标药物摄取程度外,还可以了解肿瘤内的血管系统。久而久之在MSOT影像中看到的肿瘤中的金纳米棒的积聚过程,也呈异质性吸收。结论 MSOT技术可用于肿瘤的即时高空间分辨率观测,用以展示目标荧光染料、纳米材料以及肿瘤内部血管网的影像资料。