Menschlichen Zellen , untersucht mit Hochfrequenz- Ton

Schallwellen sind weit verbreitet in der medizinischen Bildgebung verwendet , wie zum Beispiel , wenn Ärzte nehmen eine Ultraschall eines sich entwickelnden Fötus . Jetzt haben Wissenschaftler einen Weg, um Ton zu verwenden, um Gewebe auf einem viel winziger Skala Sonde entwickelt. Forscher von der Universität von Bordeaux in Frankreich eingesetzten Hochfrequenz -Schallwellen , die Steifigkeit und die Viskosität der Kerne der einzelnen menschlichen Zellen zu testen. Die Wissenschaftler sagen voraus, dass die Sonde könnte schließlich dazu beitragen, Fragen zu beantworten , wie Zellen auf medizinische Implantate und warum gesunde Zellen wiederum Krebs haften.

" Wir haben eine neue berührungslose , nicht-invasives Instrument, um die mechanischen Eigenschaften der Zellen an der Unterzellen Maßstab messen entwickelt", sagt Bertrand Audoin , ein Professor in der Mechanik Labor an der Universität von Bordeaux. " Das kann nützlich sein , um die Zellaktivität zu folgen oder zu identifizieren Zellanämie . " Die Arbeiten werden auf der 57. Jahrestagung der Biophysical Society (BPS) , statt 02-06 Februar 2013 in Philadelphia , Pennsylvania, präsentiert.

Die Technik, die das Forschungsteam , genannt Pikosekunden- Ultraschall, wurde zunächst in der Elektronikindustrie in Mitte der 1980er Jahre als eine Möglichkeit , die Dicke der Halbleiterchip Schichten messen angewendet . Audoin und seine Kollegen , die in Zusammenarbeit mit einer Arbeitsgruppe in Biomaterialien von Marie-Christine Durrieu vom Institut für Chemie geführt Puls Hochfrequenz -Schallwellen zu erzeugen . Ein weiterer Laser gemessen , wie die Schallimpulses durch die Zellen vermehrt , was die Wissenschaftler Hinweise auf die mechanischen Eigenschaften der einzelnen Zellkomponenten .

" Je höher die Frequenz der Ton, den Sie erstellen , desto kleiner die Wellenlänge, die das kleinere Objekte, die Sie untersuchen können bedeutet ", sagt Audoin . "Wir nutzen Gigahertz Wellen , so dass wir Objekte in der Größenordnung von hundert Nanometern zu untersuchen. " Zum Vergleich ist einer Zelle der Kern etwa 10.000 Nanometer breit .

Das Team konfrontiert Herausforderungen bei der Anwendung von Pikosekunden- Ultraschall , um biologische Systeme zu studieren. Eine Herausforderung war die fluidartige Materialeigenschaften der Zelle. " Die Lichtstreuung Prozess verwenden wir , um die mechanischen Eigenschaften der Zelle zu erkennen ist viel schwächer als für Feststoffe ", sagt Audoin . "Wir hatten , um das Signal -Rausch-Verhältnis zu verbessern , ohne einen Hochleistungslaser , die die Zelle beschädigen würden . " Das Team hat auch vor der Herausforderung, die natürliche Zell Variation . " Wenn Sie die Sonde Silizium, es einmal tun Sie und es fertig ist ", sagt Audoin . "Wenn man den Kern zu untersuchen Sie es zu tun haben hunderte Male und Blick auf die Statistik. "

Das Team entwickelten Methoden , um diese Herausforderungen , indem ihre Techniken auf Polymerkapseln und Pflanzenzellen , bevor sie zu menschlichen Zellen zu überwinden. In den kommenden Jahren das Team sieht vor, studiert Krebszellen mit Ton. " Eine Krebsgewebe ist steifer als ein gesundes Gewebe ", sagt Audoin . "Wenn man die Steifigkeit der Zellen zu messen , während Sie verschiedene Medikamente zur Verfügung stellen , können Sie testen, ob Sie in der Lage , den Krebs an der Zell Maßstab zu stoppen . "