微型激光器加速干细胞研究
OFweek激光网【编辑/Lisa 翻译/Oscaron】细胞生物学研究,尤其是干细胞和生育治疗研究,是一种数字游戏。科学家需要创造、分析、修正甚至放弃一些含有百万个细胞的细胞组织,来避免研究过程中的瓶颈。
Hamilton Thorne公司发现,激光器在细胞研究中作用巨大;实验室用激光源在细胞研究项目中的应用范围急剧增大。再生医学和生育研究用激光器设备供应商认为研究人员已经找到了一种实际有效的方式来利用激光器设备。
Hamilton Thorne首席执行官Meg Spencer指出,“在生育研究中已经使用了一些激光器;但是往往都降低了显微系统的荧光性。激光器同样也曾被用于干细胞研究领域;但是由于激光器的大小和成本,普及还受到限制。而我们通过一种完全不同的方式---减小激光器系统的尺寸并将其直接放置在20倍或者40倍显微镜物镜内。据我们所知,还没有其他公司这么做过。”
切除与创新
Hamilton Thorne激光器发出的波长为1460纳米;随着应用的不同,波长会有细微的变化。这种红外波长会被细胞表面的水吸收,进而通过激光器有选择性的切除掉无用的细胞,或者将一些细胞放置在特定区域;这是实验室研究取得的一项重大进步。
其他用途则更微妙。可以通过选择性的精确控制透明带(zona pellucida)的移除,来提高IVF程序的成功率。透明带是围绕在不成熟卵细胞周围的膜;可以通过激光器来有效地形成这些膜。研究人员希望在将干细胞注入八细胞胚胎的过程中,使用激光器以将损伤控制到最小。
胚胎注射
Spencer指出,“事实上,这些激光器在细胞上进行微型机器人显微手术。这种基本的操作开辟了多种应用,包括克隆、核移植、切除、生殖切除以及预移植等,都可以通过同样的基础激光器系统进行。”
激光器的多用途使得激光器在高科技生物医学中有巨大的潜在市场;Hamilton Thorne相信在未来五年内激光器市场将成为一个几十亿美元的产业--其中干细胞市场将会是主要的增长点。
小就是最大优点
Spencer说道,“干细胞研究早期使用的激光器系统往往比较大、而且价格昂贵,所以几组研究人员都要共用。目前这一领域的经济状况允许研究人员使用安装在各自实验室内的多个小型激光器系统;这样一来可以减少成本并避免了污染的风险。我们的激光器系统已经实现了这一目标。”
LYKOS 系统
Hamilton Thorne的显微镜物镜和其一体化激光器源能直接嵌入大多数标准的倒立或正立显微镜的镜头转台上。
显微镜物镜
一些发射器的设计中也包括了小型化技术;首席技术官Diarmaid Douglas-Hamilton指出,“我们能自由的选择符合我们基本要求的二极管;然后对其运行方式做出一些改变,以便使其输出参数符合我们的需求。”
“用户可以适当地控制输出功率和脉冲宽度,以便使得该激光器系统成为一级设备。一般的脉冲宽度都低于600微秒,脉冲最大峰值功率低于180µJ。光点直径范围为3至4微米。”
在生产中,激光器耦合被锁定在显微镜物镜的光轴上;一旦达到了最佳平移对准和角对准,而光束质量也符合要求,则意味着用户无需做任何进一度的调整。
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