看到远景的生物化学的成像设备

愿景是一个复杂的生物化学过程。的视色素分子的支持让我们看到我们周围的现实仍基本上看不见的科学家很长时间了。Maciej Wojtkowski教授领导的研究小组从国际平移眼科研究中心(ict)已经改变了这一切,由于一个创新先进的成像设备,他们开发了。

一般说,眼睛是心灵的镜子;然而,他们无疑是我们了解世界的窗口。眼睛的视网膜代表第一和非常重要的加工站为光的路径转换成一个图像。分子反应发生在视网膜上的看法是至关重要的视觉刺激从环境中。

多年来,科学家和医生无法观察分子存在于视网膜感光细胞体内的自然环境。Maciej Wojtkowski教授领导的团队的科学家从物理化学研究所的ict,波兰科学院(IChF PAS)开发了一种双光子激发荧光扫描激光检眼镜(TPEF-SLO)。乐器是非常允许查看生化住眼睛的视力。Wojtkowski教授指出,“由于与生物化学家密切合作教授克里斯Palczewski从加州大学尔湾分校教授和激光组Grzegorz Sobon弗罗茨瓦夫大学的科学和技术,我们可以迅速和有效地演示的功能成像新方法并验证其诊断的实用程序疾病进展和治疗,导致其在临床实践中使用。”

它是如何发生的,我们看到了什么?

的人类的眼睛是我们身体最精确的器官之一,能够区分约200纯粹的颜色。混合这些颜色生产约17000种不同的色调,和考虑我们的能力区分大约300强度的颜色与光强有关,我们得到一个惊人的500万颜色。

视网膜接收到视觉刺激眼睛的部分,包含感光细胞,锥和棒。锥使我们能够看到和辨别颜色明亮的光线,而可见光棒对单脉冲敏感的黄昏或晚上。视觉印象是通过传播视神经到初级视觉皮层在大脑中,但携带的信号视觉印象是生化过程的结果,发生在光感受器。“简化,我们可以说,人类的眼睛是一个生化工厂,其活动取决于单分子生物化学转换,视网膜。这个分子的功能是必不可少的视觉色素棒,即视紫红质,”Maciej Wojtkowski教授说。

视紫红质,视觉色素棒是一个光敏感的g蛋白偶联受体(GPCR)。量子辐射的吸收导致的异构化11-cis-retinal视紫红质内绑定的口袋和随后的感光膜超极化。以这种方式视觉冲动发起,并传递给大脑。缺乏维生素A,视网膜的前兆,减少晚上的能力,称为夜盲症或夜盲症。

不幸的是,对维持视觉色素分子不可或缺的科学仪器在几乎整个视觉周期通常是无法察觉的人类生活。“然而,在视觉周期中有一个即时当分子可以看到;我们不能用紫外线检测他们,但是我们可以观察他们由于所谓的双光子激发荧光,”博士补充说Jakub Boguslawski,该项目主要研究员。

双光子过程,调色板

眼科视网膜成像技术在诊断基本病态。光学层析成像(OCT),扫描激光检眼镜物资货柜,眼底自发荧光,我们取得了进步在理解眼睛疾病的机制。这个系列的先进技术,然而,是一个阿森纳完全洞察不足的化学视野。非侵入性评估代谢过程发生在视网膜细胞(视色素再生)对未来的发展是至关重要的疗法。在年龄相关性黄斑变性(AMD)的情况下,这是最常见的一种疾病造成失明,disease-altered视网膜内的细胞不能在早期杰出的视网膜细胞的正常健康的。然而,差异可以被生化标记,如果这些标记荧光诱导的。

这是双光子荧光成像技术背后的想法(TPE)。它是一种先进的技术来测量化合物支持视觉色素的功能和在其他的测试中是不可见的。

相比传统的基于单光子荧光成像方法,TPE允许涉及到视觉的代谢物的维生素A,视黄醇或视黄醇酯等,查看。“眼睛是理想的器官多光子成像,”Wojtkowski教授说,他的团队负责发现。眼组织如巩膜、角膜和晶状体对近红外光是高度透明的。反过来,这渗透视网膜组织非侵入性的方式。

图像获取与TPEF-SLO已经证实,这是一个有效的方法来查看分子维持视觉功能。比较的数据从人类视网膜变性疾病的小鼠模型显示一个类似的快速积累bisretinoid冷凝产品。“我们相信视觉循环中间体和有毒副产品的代谢途径可以度量和量化使用TPE成像,”博士说Grazyna Palczewska,项目的主要研究者之一。

这个新时代的乐器,使非侵入性评估人类视网膜的代谢状态,打开无数治疗视网膜退行性疾病的可能性,包括测试的新药物。通过理解愿景和生物化学的改变发生在疾病,医生将能够确定损伤的确切位置和评估治疗的影响。研究TPEF-SLO发表在《临床研究杂志》上。