ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОАКУСТИЧЕСКОЙ И ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ ВИЗУЛИЗАЦИИ ДЛЯ IN VIVO ИССЛЕДОВАНИЙ

Горин Дмитрий Александрович 
Сколковский институт науки и технологий 
d.gorin@skoltech.ru

В настоящее время фотонные инструменты широко используются при проведении доклинических и клинических исследований. Так пульсоксиметры, оптическая томография, флуоресцентная внутриоперационная визуализация уже нашли широкое применение в повседневной клинической практике. В то время, как флуоресцентная визуализация широко применяется в доклинических исследованиях, для изучения фармакокинетики и фармакодинамики. Существенным недостатком флуоресцентного метода является необходимость использования экзогенных флуоресцентных агентов, например индоцианина зеленого, который является стандартным флуорофором, как для доклинических, так и клинических исследований. Большие возможности по использованию эндогенных хромофоров дают оптоакустические методы визуализации. Оптоакустика (фотоакустика) основана на поглощении экзо- или эндогенными хромофорами импульсного лазерного излучения, и преобразования этой энергии в термоупругую деформацию, и далее, как результат в акустический сигнал. Несомненными достоинствами оптоакустического подхода является большая по сравнению с чисто оптическими методами глубина проникновения, характерная для акустических методов, с сохранением оптического разрешения, и что особенно важно, возможность молекулярной визуализации с использованием, прежде всего, характерных эндогенных хромофоров, например окси- и дезоксигемоглобина, билирубина, липидов, коллагена, воды. Так, например, маркером злокачественной опухоли может служить повышенная васкуляризация и пониженная оксигинация тканей. Это уже используется в скрининге онкологических заболеваний молочной железы [1]. В связи с вышеизложенным, целью данной работы является анализ последних достижений применения фотоакустики, и сочетания фотоакустики и флуоресценции для in vivo визуализации. Основные тенденции современной фотоакустики: 1) сочетание фотоакустики с ультразвуковой визуализацией; 2) комбинация фотоакустики с методами флуоресцентной визуализации [2]; 3) переход в средний инфракрасный диапазон [2]; 4) создание мультимодальных контрастных агентов, позволяющих обеспечить визуализацию несколькими методами, например фотоакустическим, флуоресцентным, МРТ, УЗ и т.д. [2,4,5]; 5) использование малоинвазивной и эндоскопической фотоакустики [6]; 6) использование технологий оптического просветления [7]. В докладе будут приведены результаты применения фотоакустики для in vivo исследований, причем как для фотоакустической мезоскопии высокого разрешения, так и томографии. Кроме того, будут рассмотрены технологии получения мультимодальных контрастных агентов, которые обеспечивают контраст, как для флуоресцентной, так и для оптоакустической визуализации [2]. Особое внимание будет посвящено использованию ближнего и среднего ИК диапазона для микроскопии и эндоскопической реализации фотоакустического метода и перспективам его применений для in vitro и in vivo исследований, например, для анализа гистологических срезов, а также для определения типа атеросклеротических бляшек, соответственно.
1.  https://www.fda.gov/medical-devices/recently-approved-devices/imagior-b…
2.  M.D. Mokrousov et al,  Biomedical Optics Express, 12(6), 3181-3195(2021)
3.  M.A. Pleitez et al, Nat. Biotechnol., 38(3), 293–296 (2020)
4.  M.V. Novoselova et al,  Colloids and Surfaces B, 111576 (2021)
5.   J. Mujtaba et al, Advanced Materials, 2007456(1-40) (2021),
6.  H. Guo et al, J. Biophotonics, 13(12), 1–20 (2020)
7.  M.V. Novoselova et al, Photoacoustics, 100186 (2020)
 

Для цитирования

Горин Д.А. ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОАКУСТИЧЕСКОЙ И ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ ВИЗУЛИЗАЦИИ ДЛЯ IN VIVO ИССЛЕДОВАНИЙ. Тезисы Девятой конференции специалистов по лабораторным животным Rus-LASA. https://doi.org/10.29296/2618723X-RusLASA2021-21

Вас может заинтересовать