Анализ живых клеток быстро и точно

Исследователи из Института межфазной инженерии и биотехнологии Фраунгофера (IGB) в Штутгарте разработали метод быстрого и точного анализа живых клеток с помощью Рамановской спектроскопии. Эта неинвазивная оптическая процедура, ранее применявшаяся в контроле качества лекарств, теперь адаптирована для биологии и биомедицины.

Технология позволяет исследовать живые клетки без инвазивных методов или использования красителей. Для характеристики стволовых клеток или выявления изменений в тканях, вызванных опухолями, воспалениями, грибками или бактериями, достаточно определить индивидуальный Рамановский спектр клетки.

"Мы можем исследовать таким образом не только отдельные клетки, но и целые тканевые структуры и органы", — говорит профессор Катя Шенке-Лайланд из IGB.

Уникальный спектр и практическое применение

Учёные используют специально разработанный компактный Рамановский спектроскоп. Записанные спектры накапливаются в базе данных.

"Каждая клетка имеет уникальный, unmistakable Рамановский спектр. Врачи могут сравнить образец клеток пациента с нашей базой данных и быстрее поставить диагноз", — отмечает Шенке-Лайланд.

Технология уже применяется промышленными партнёрами. В настоящее время ведётся работа над быстрым тестом для диагностики рака.

"Врачи, используя мобильные Рамановские спектроскопы во время операции, могли бы однозначно сказать, есть ли у пациента рак, просто сравнив образец клеток с базой данных", — говорит Шенке-Лайланд.

Этот подход может сократить сложный и длительный процесс традиционной диагностики, который включает биопсию, подготовку образца (секционирование, окрашивание) и патологоанатомический анализ, подверженный человеческим ошибкам.

Применение в регенеративной медицине

Метод также перспективен для регенеративной медицины, где критически важно точно идентифицировать и отделить стволовые клетки (например, из костного мозга) для выращивания имплантатов. Ошибка в идентификации может привести к отторжению имплантата или образованию опухоли.

Принцип метода: Рамановская спектроскопия основана на взаимодействии электромагнитного излучения и вещества. При облучении вещества светом определённой частоты часть фотонов взаимодействует с молекулами, что изменяет их энергетический спектр (неупругое рассеяние света). Регистрируемый спектр сдвига частот является уникальным "спектральным отпечатком" для каждого материала. Эффект назван в честь индийского физика Ч. В. Рамана, получившего за его открытие Нобелевскую премию по физике в 1930 году.