Вченим давно відомо, що хворі чи ушкоджені червоні клітини крові — еритроцити — відрізняються від здорових за формою. Здорові еритроцити мають форму диска з невеликою виїмкою посередині. Хворі клітини часто міняють форму, стаючи роздутими чи, замість виїмки, набувають по центру отвір. Швидке визначення форми еритроцитів може спростити діагноз багатьох хвороб. Нова технологія, названа фотоакустичною спектроскопією, дозволить дізнатися про стан клітин крові, не проливаючи жодної її краплі.
Команда дослідників з Університету Раєрсона у Торонто отримала високоякісні знімки червоних кров'яних тілець за допомогою високочастотного ультразвуку. Метод грунтується на принципі фотоакуститки, згідно з яким зразок, поглинаючи світло, віддає частину енергії у вигляді звукових хвиль високої частоти. При цьому лазерний промінь направляють на поверхню тканини, а далі його енергія поширюється всередину зразка у вигляді теплового випромінювання, що викликає термопружне розширення, яке й продукує високочастотний ультразвук (~ 100 МГц). Оскільки “звучання” об'єкта передусім залежить від його форми, за аналізом відбитого звуку можна дізнатися, як він виглядає.
Хоча фотоакустика вже давно застосовується у медицині та біології, її ще не використовували для зображення клітин крові. Раніше фотоакустичні спектроскопи працювали з частотою звуку менше 100 МГц. Таких частот, як стверджує Майкл Коліос, фізик з Університету Раєрсона, вистачає лише на те, щоб підтвердити сам факт наявності клітини, однак замало, аби розгледіти її форму.
Команда Коліоса удосконалила сенсор спектроскопа настільки, що тепер він може працювати з частотами понад 100 МГц. Як стверджує вчений, отримані зображення настільки чіткі, що по ним можна легко розпізнавати форму, а отже й стан кров’яних тілець. Тепер вчені активно працюють над подальшим удосконаленням цієї технології, аби з лабораторій її можна було перенести у госпіталі та діагностичні центри.
Найближчою перспективою фотоакустичної спектроскопії еритроцитів може стати оцінка крові для переливання, що зберігається у лікарнях та банках крові. «На відміну від молока, яке сьогодні ще придатне для вживання, а завтра вже скисло, якість крові для переливання погіршується поступово впродовж усіх 42 днів, під час яких живі еритроцити», - пояснює Джейсон Акер, науковець, який тестує цю технологію для застосування у Канадському центрі переливанні крові. Хоча кров для переливання проходить цілий ряд тестів, включаючи тест на гемоглобін, білі кров’яні тільця та відсутність бактерій, поки не існує методики оцінки загальної якості крові. На думку Акера, саме таку «загальну якість» й дозволяє оцінити фотоакустична спектроскопія. Загалом, цей метод дозволить сильно розширити можливості ранньої та неінвазивної діагностики багатьох захворювань.
09.07.2013