Fluoresensi tomografi adalah teknik pencitraan yang digunakan terutamanya dalam diagnostik in vivo. Ia berdasarkan penggunaan pendarfluor pewarna yang berfungsi sebagai penanda bio. Teknik ini kini banyak digunakan dalam kajian atau kajian pranatal.
Apa itu tomografi pendarfluor?
Tomografi pendarfluor mengesan dan mengukur tiga dimensi pengedaran biomarker pendarfluor dalam tisu biologi. Rajah menunjukkan suntikan biomarker. Tomografi pendarfluor mengesan dan mengukur tiga dimensi pengedaran biomarker pendarfluor dalam tisu biologi. Fluorofores yang disebut, iaitu bahan pendarfluor, pertama kali menyerap sinaran elektromagnet dalam jarak dekat inframerah. Mereka kemudian memancarkan semula sinaran dalam keadaan tenaga yang sedikit lebih rendah. Tingkah laku biomolekul ini disebut pendarfluor. The penyerapan dan pelepasan berlaku dalam jarak panjang gelombang antara 700 - 900 nm spektrum elektromagnetik. Polimetin biasanya digunakan sebagai fluorofor. Ini adalah pewarna yang mempunyai pasangan elektron konjugasi dalam molekul dan dengan itu dapat menerima foton untuk membangkitkan elektron. Tenaga ini kemudian dibebaskan lagi dengan pancaran cahaya dan pembentukan haba. Apabila pewarna pendarfluor bersinar, ia pengedaran dalam badan dapat digambarkan. Fluorofor, seperti agen kontras, digunakan dalam prosedur pencitraan lain. Mereka boleh digunakan secara intravena atau lisan, bergantung pada bidang aplikasi. Tomografi pendarfluor juga sesuai digunakan dalam pencitraan molekul.
Fungsi, kesan, dan tujuan
Penggunaan tomografi pendarfluor biasanya berlaku dalam jarak dekat inframerah, kerana cahaya inframerah gelombang pendek dapat dengan mudah melintasi tisu badan. Sahaja air and hemoglobin mampu menyerap sinaran dalam jarak panjang gelombang ini. Dalam tisu khas, hemoglobin bertanggungjawab untuk kira-kira 34 hingga 64 peratus penyerapan. Oleh itu, ini adalah faktor penentu untuk prosedur ini. Terdapat tetingkap spektrum dalam jarak 700 hingga 900 nanometer. Sinaran pendarfluor pewarna juga terletak pada julat panjang gelombang ini. Oleh itu, cahaya inframerah gelombang pendek dapat menembusi tisu biologi dengan baik. Sisa penyerapan dan penyebaran radiasi adalah faktor pembatas kaedah, jadi aplikasinya terhad kepada jumlah tisu kecil. Fluorofor yang digunakan sekarang adalah pewarna pendarfluor dari kumpulan polimetin. Walau bagaimanapun, kerana pewarna ini perlahan-lahan dihancurkan semasa terdedah, penggunaannya sangat terhad. Sebagai alternatif, titik kuantum yang terbuat dari bahan semikonduktor dapat digunakan. Ini adalah nanobodi, tetapi mungkin mengandungi selenium, arsenik and kadmium, jadi penggunaannya pada manusia mesti diketepikan secara prinsip. Protein, oligonukleida atau peptida bertindak sebagai ligan untuk konjugasi dengan pewarna pendarfluor. Dalam kes yang luar biasa, pewarna pendarfluor bukan konjugasi juga digunakan. Sebagai contoh, pewarna pendarfluor "indocyanine green" telah digunakan pada manusia sebagai ejen kontras in angiografi sejak tahun 1959. Biomarker pendarfluor konjugasi tidak diluluskan pada manusia pada masa ini. Oleh itu, untuk penyelidikan aplikasi untuk tomografi pendarfluor, hanya eksperimen haiwan yang dilakukan hari ini. Dalam eksperimen ini, biomarker pendarfluor diterapkan secara intravena dan kemudian pengedaran pewarna dan pengumpulannya dalam tisu yang disiasat diperiksa dengan cara penyelesaian masa. Permukaan badan haiwan diimbas dengan laser NIR. Selama proses ini, kamera merakam radiasi yang dipancarkan oleh biomarker pendarfluor dan mengumpulkan gambar ke dalam filem 3D. Ini membolehkan laluan biomarker dikesan. Pada masa yang sama, jumlah tisu berlabel juga dapat direkodkan, memungkinkan untuk mengira sama ada tisu tumor. Hari ini, tomografi pendarfluor digunakan dalam pelbagai cara dalam kajian praklinikal. Walau bagaimanapun, kerja intensif juga dilakukan pada kemungkinan aplikasi dalam diagnostik manusia. Dalam konteks ini, penyelidikan untuk penerapannya di kanser diagnostik, terutamanya untuk kanser payudara, memainkan peranan penting. Contohnya, pendarfluor mamografi diyakini berpotensi menjadi kaedah penyaringan kos efektif dan cepat untuk kanser payudara. Pada awal tahun 2000, Schering AG menghadirkan hijau indocyanine yang diubah suai sebagai ejen kontras untuk prosedur ini. Walau bagaimanapun, kelulusan belum tersedia. Permohonan kawalan limfa aliran juga sedang dibincangkan. Bidang aplikasi lain yang berpotensi adalah penggunaan prosedur untuk penilaian risiko di kanser pesakit. Tomografi pendarfluor juga berpotensi besar untuk pengesanan awal rheumatoid artritis.
Risiko, kesan sampingan, dan bahaya
Tomografi pendarfluor mempunyai beberapa kelebihan berbanding teknik pencitraan yang lain. Ini adalah teknik yang sangat sensitif di mana jumlah fluorophore walaupun jumlahnya cukup untuk pengimejan. Oleh itu, kepekaannya setanding dengan ubat nuklear PET (tomografi pelepasan positron) dan SPECT (pelepasan foton tunggal tomografi dikira). Dalam hal ini, ia lebih unggul daripada MRI (pengimejan resonans magnet). Selanjutnya, tomografi pendarfluor adalah prosedur yang sangat murah. Ini berlaku untuk pelaburan peralatan dan operasi peralatan serta prestasi peperiksaan. Selain itu, tidak ada pendedahan radiasi. Kelemahan, bagaimanapun, adalah bahawa resolusi spasial menurun secara drastik dengan peningkatan kedalaman badan kerana kehilangan hamburan yang tinggi. Oleh itu, hanya permukaan tisu kecil yang dapat diperiksa. Pada manusia, yang organ dalaman tidak dapat digambarkan dengan baik pada masa ini. Walau bagaimanapun, terdapat usaha untuk membatasi kesan penyebaran dengan mengembangkan kaedah selektif masa. Dalam proses ini, foton yang tersebar kuat dipisahkan dari satu-satunya foton yang sedikit tersebar. Proses ini belum dikembangkan sepenuhnya. Terdapat juga keperluan untuk penyelidikan lebih lanjut dalam pengembangan biomarker pendarfluor yang sesuai. Biomarker pendarfluor semasa tidak diluluskan untuk digunakan pada manusia. Pewarna yang digunakan sekarang terdegradasi oleh pendedahan cahaya, yang merupakan kelemahan yang cukup besar untuk penggunaannya. Alternatif yang mungkin adalah titik kuantum yang diperbuat daripada bahan semikonduktor. Namun, kerana kandungan zat beracun, seperti kadmium or arsenik, mereka tidak sesuai untuk penggunaan diagnostik in vivo pada manusia.
