研究目的
开发和展示光学相干断层扫描(OCT)成像技术,用于体外无创量化及监测癌细胞群落的生长情况,旨在为预测体内肿瘤发展提供客观精确的数据。
研究成果
光学相干断层扫描成像技术成功实现了对癌细胞集落生长的无创定量监测,显示出随时间推移的平均体积增加和详细的大小分布。该技术提供了客观数据以更好地预测体内肿瘤发展,因其便携性和高分辨率而具有更广泛的生物医学应用潜力。
研究不足
该研究仅限于使用特定肝癌细胞系(Huh7)和琼脂糖水凝胶的体外条件,可能无法完全复现体内肿瘤环境。光学相干断层扫描系统需根据采样率变化对体素尺寸进行校准,且成像速度有待提升以实现实时动态观测。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用配备便携式探头的扫频源光学相干断层扫描(OCT)系统,对琼脂糖水凝胶上通过液相覆盖技术形成的细胞集落进行成像。设计包含用于深度分辨成像的马赫-曾德尔干涉仪,并通过Zemax软件优化。
2:样本选择与数据来源:
将Huh7癌细胞系培养于0.5%琼脂糖水凝胶包被的24孔微孔板中,每孔接种10^5个细胞,在湿润培养箱中培养5天。
3:5%琼脂糖水凝胶包被的24孔微孔板中,每孔接种10^5个细胞,在湿润培养箱中培养5天。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括扫频源OCT(HSL-20,Santec公司)、平衡探测器(PDB460C,Thorlabs)、数字化仪(ATS9350,Alazar技术)、培养箱(370,赛默飞世尔)、倒置显微镜(IX51,奥林巴斯)、自动细胞计数器(Countess II FL,英杰);材料包括DMEM培养基、胎牛血清(FBS)、青霉素-链霉素、琼脂糖(Lonza)和胰蛋白酶。
4:实验流程与操作步骤:
胰酶消化细胞并计数后接种至水凝胶包被孔板,每日从第1天至第5天进行OCT扫描获取三维图像,同时采集显微图像作为对照。
5:数据分析方法:
采用定制算法处理三维OCT数据集,通过形态学梯度边缘检测估算集落体积与数量,体积通过深度方向面积累加计算。
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swept-source OCT
HSL-20
Santec Corp.
Used for optical coherence tomography imaging to monitor and quantify the growth of cell colonies.
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balanced detector
PDB460C
Thorlabs
Detects interference signals from the sample and reference arms in the OCT system.
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incubator
370
Thermoscientific
Maintains cell culture conditions at 37°C and 5% CO2 for cell growth.
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inverted microscope
IX51
Olympus
Captures microscopic images of cell colonies for visual comparison with OCT images.
暂无现货
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scanning lens
LSM02
Thorlabs
Focuses optical beams on the sample and collects backscattered light in the OCT probe.
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digitizer
ATS9350
Alazar Technologies
Digitizes the signals detected by the balanced detector for further processing.
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automated cell counter
Countess II FL
Invitrogen
Quantifies cell numbers before experiments.
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culture medium
DMEM
Invitrogen
Used for cell culture, supplemented with FBS and penicillin-streptomycin.
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fetal bovine serum
FBS
Gibco-BRL Life Technologies
Supplement for cell culture medium to support cell growth.
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penicillin-streptomycin
Gibco-BRL Life Technologies
Antibiotic supplement for cell culture medium to prevent contamination.
暂无现货
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agarose
Lonza
Used to prepare hydrogel for non-adherent surface in cell culture.
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trypsin
0.05%
Used for trypsinizing cells before experiments.
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