Übersicht über den Fachbeitrag
Raman-Spektroskopie mit Laserpinzette: Einzelzell-Krebsdiagnostik
Die mikrofluidische Durchflusssteuerung – und nicht die Fähigkeiten des Bedieners – entscheidet darüber, ob LTRS klinisch einsetzbar ist.
Bei der Analyse von Gewebeproben werden genau jene Einzelzellmerkmale gemittelt, die für die Krebsdiagnostik und Studien zum Ansprechen auf Medikamente am wichtigsten sind. Die Raman-Spektroskopie ist markierungsfrei und zerstörungsfrei – ideal für lebende Zellen –, doch die Raman-Streuung ist ineffizient, die Signalerfassung dauert Sekunden, und die Zellen müssen während der Messung vollkommen still gehalten werden. Herkömmliche Systeme mit optischer Falle und Raman-Spektroskopie erfordern ständige Eingriffe des Bedieners, was den Übergang vom Forschungslabor in den klinischen Arbeitsablauf verhindert.
Dieses Fachpapier dokumentiert eine automatisierte LTRS-Anordnung, die eine kostengünstige mikrofluidische Durchflusskammer, eine Spritzenpumpe und Novanta Laser Quantum „ventus“-Laser mit zwei Wellenlängen kombiniert – „ventus 1064“ (TEM00, M²-Genauigkeit von 95 %) bei Erfassungen innerhalb von 2 Sekunden.
Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehören:
- Warum Raman-Analysen an Gewebeproben das übersehen, was die Einzelzell-LTRS erfasst: Cytochrom-C- und Nukleinsäure-Signaturen, die zirkulierende Tumorzellen von weißen Blutkörperchen unterscheiden
- So funktioniert LTRS mit zwei Wellenlängen: 1064 nm fängt Zellen in einem optischen Gradienten im Pico-Newton-Bereich ein; 532 nm regt Resonanz-Raman-Bänder an, die für den Krankheitszustand diagnostisch sind
- Wann sollte Zweilängenwellen-LTRS gegenüber Ein-Laser-LTRS bevorzugt werden: Unterscheidung auf klinischem Niveau, Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen Medikamenten und Zellen, Stadieneinteilung bei Prostatakrebs im fortgeschrittenen Stadium
- Was das „Ventus“-Paar bietet: M² < 1,4 beim Einfangstrahl, 1 cm⁻¹ Raman-Linienbreite, < 10 μrad/°C Ausrichtungsstabilität über beide Wellenlängen, Steuerung über RS232 + LabVIEW
- Ein praktischer Arbeitsablauf: mikrofluidische Durchflusskammer + Spritzenpumpe + koaxial ausgerichtetes „Ventus“-Paar → automatisierte Einzelzell-Erfassung und Spektrumerfassung
Laden Sie das vollständige technische Dokument herunter, das den optischen Aufbau des experimentellen LTRS, die Raman-Spektren von PC-3 und Jurkat mit dem Cytochrom-C-Diskriminierungsband sowie die Klassifizierungsergebnisse der linearen Diskriminanzanalyse enthält – bevor Sie sich für ein Einwellenlängen-LTRS-Tischgerät entscheiden, das Ihr Team auf die manuelle Zellabscheidung festlegt und die Erfassungsgeschwindigkeit einschränkt.
