為(wei) 患有癌症的患者設計最佳治療方法需要醫生了解患者所患癌症的特征。但治療癌症的最大困難之一是癌症細胞並非完全相同。即使在同一腫瘤內(nei) ，癌細胞的遺傳(chuan) ，行為(wei) 和對化療藥物的易感性也會(hui) 不同。

癌細胞通常比健康細胞具有更高的代謝活性，並且可以通過分析其代謝活性來收集對癌細胞行為(wei) 的一些見解。但是，研究人員很難準確評估這些特征。已經使用了幾種方法，包括位置發射斷層掃描(或PET)掃描，熒光染料和對比，但是每種方法都具有限製其有用性的缺點。

加州理工學院的Lihong Wang認為(wei) ，通過使用光聲顯微鏡(PAM)可以做得更好，這是一種激光在樣品中引起超聲波振動的技術。這些振動可用於(yu) 成像細胞，血管和組織。

Wang，Bren醫學工程和電氣工程教授正在與(yu) 德克薩斯A&M大學的Jun Zou教授合作，利用PAM改進現有的測量氧耗率(OCR)的技術。現有技術需要許多癌細胞，並將它們(men) 分別放入充滿血液的個(ge) 體(ti) “小房間”。具有較高代謝的細胞將消耗更多氧氣並降低血氧水平，這一過程由放置在每個(ge) 小室內(nei) 的微小氧氣傳(chuan) 感器監測。

像前麵提到的那樣，這種方法有缺點。為(wei) 了獲得有意義(yi) 的癌細胞代謝數據樣本量，研究人員需要將數千個(ge) 傳(chuan) 感器嵌入網格中。另外，在小房間內(nei) 存在傳(chuan) 感器可以改變細胞的代謝率，導致收集的數據不準確。

Wang的改進版本取消了氧氣傳(chuan) 感器，而是使用PAM來測量每個(ge) 小時的氧氣水平。他用激光調製到血液中的血紅蛋白吸收並轉換成振動能量 - 聲音的波長。隨著血紅蛋白分子氧合，其吸收該波長的光的能力發生變化。因此，Wang能夠通過“聆聽”激光照射時產(chan) 生的聲音來確定血液樣本的含氧量。他稱之為(wei) 單細胞代謝光聲顯微鏡或SCM-PAM。

在一篇新論文中，Wang和他的合著者表明，SCM-PAM代表了評估癌細胞OCR能力的巨大進步。使用單獨的氧傳(chuan) 感器測量OCR有限的研究人員每15分鍾分析大約30個(ge) 癌細胞。Wang的SCM-PAM將其提高了兩(liang) 個(ge) 數量級，並允許研究人員在大約15分鍾內(nei) 分析大約3,000個(ge) 細胞。

“我們(men) 有技術可以進一步提高吞吐量，我們(men) 希望這項新技術可以很快幫助醫生做出有關(guan) 癌症預後和治療的明智決(jue) 策，”Wang說。