為患有癌癥的患者設計最佳治療方法需要醫生了解患者所患癌癥的特征。但治療癌癥的最大困難之一是癌癥細胞并非完全相同。即使在同一腫瘤內，癌細胞的遺傳，行為和對化療藥物的易感性也會不同。
癌細胞通常比健康細胞具有更高的代謝活性，并且可以通過分析其代謝活性來收集對癌細胞行為的一些見解。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制其有用性的缺點。
加州理工學院的Lihong Wang認為，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。這些振動可用于成像細胞，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?，F有技術需要許多癌細胞，并將它們分別放入充滿血液的個體“小房間”。具有較高代謝的細胞將消耗更多氧氣并降低血氧水平，這一過程由放置在每個小室內的微小氧氣傳感器監測。
像前面提到的那樣，這種方法有缺點。為了獲得有意義的癌細胞代謝數據樣本量，研究人員需要將數千個傳感器嵌入網格中。另外，在小房間內存在傳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感器，而是使用PAM來測量每個小時的氧氣水平。他用激光調制到血液中的血紅蛋白吸收并轉換成振動能量 - 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”激光照射時產生的聲音來確定血液樣本的含氧量。他稱之為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。使用單獨的氧傳感器測量OCR有限的研究人員每15分鐘分析大約30個癌細胞。Wang的SCM-PAM將其提高了兩個數量級，并允許研究人員在大約15分鐘內分析大約3,000個細胞。
“我們有技術可以進一步提高吞吐量，我們希望這項新技術可以很快幫助醫生做出有關癌癥預后和治療的明智決策，”Wang說。
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