Philip Doble

Philip Doble
元素生物成像研究主管
悉尼科技大学
澳大利亚悉尼

安捷伦帮助研究主管推动生物成像技术的发展前沿

Philip Doble 希望每个人都能了解疾病是如何发展的以及如何进行治疗,因此他开发了一种新方法,创建了感染组织的详细三维图像。

并称之为新一代成像技术。

Doble 负责管理澳大利亚悉尼科技大学的元素生物成像研究,他和他的团队使用的是与地质学家用来分析岩石中金属的相同设备,以及安捷伦先进的 ICP-MS 仪器。

作为一位有资历的化学家,Doble 深知许多蛋白质都需要金属元素才能保证正常功能。这些金属元素包括铜、锌和镁等。为此,他对这些金属和在疾病中具有重要作用的各种生物分子进行了图像构建。

他研究中的一项重点工作就是为不同疾病感染的小鼠脑构建三维图像。

“这样就可以观察各个神经解剖学区域以及它们之间的关系,”Doble 说道,“你可以找出基因在大脑各区域中进行了哪些表达,并可试着从机理学角度分析其中发生的变化。我们尝试着利用重要元素进行分析。对它们进行三维绘图可帮助我们将所得图像与艾伦人脑图谱中的神经解剖学区域进行比较。”

这项新技术源自于地质学领域。

“我们的一些仪器在开发之初是用于勘探岩石中的矿物等物质。实际上,我们是利用激光以 193 或 213 纳米的辐射照射 10 至 15 微米厚的组织,激光会将组织破坏成许多小颗粒。然后这些小颗粒就从细胞中清除而进入性能出色的 Agilent ICP-MS 仪器,并在仪器中被分解成各个构造元素,”Doble 解释道。

“激光通过光栅扫描组织切片后,你将获取激光采样点处元素的空间浓度信息。所以它属于时间结果分析。完成上述步骤后,我们将所有数据组合到一起,就像传统的点阵式打印机将点阵组合成字母。”

Doble 相信他和他团队的研究将成为金属组学等领域的一项强大的新技术,他们正处于研究的初期阶段。

“金属测定是代谢作用的间接测定,因为金属含量可根据细胞环境的变化增加或减少,”Doble 说道,“比如,转运蛋白质可以告诉你疾病的进展以及治疗干预的效果。”

Doble 已经在多个项目上与安捷伦开展了长达 15 年的合作,他对安捷伦的仪器和支持服务给予了高度评价(“除了好评,我无话可说”),并且他相信安捷伦也能与其他科学家开展良好的合作。

“我们正在与美国的研究人员合作,将该技术用于肌肉萎缩症成像分析,目前我们已获得了多重蛋白质的一些重要图像,”他说道,“通过标记各种抗体并对肌肉切片中的各种蛋白质执行多重标记方案,我们能够使用该技术来识别出重要蛋白质。”

有人可能会问:“为什么你要那样做?我们有荧光等其他技术。”但是,Doble 的新一代成像技术可提供更多信息。

“我们这里讨论的是微米级分辨率,与荧光技术获得的亚细胞级视图不同,这个技术可以为我们提供组织切片的俯视透视图。我们的技术不是一种替代技术,而是提供更多整体信息的技术,”他说道。

“我们的下一个目标是通过虚拟现实和游戏引擎,尝试将数据放进一个交互式环境,这样我们可以在管理中心处理和访问各个数据。现在它还处于初期阶段,但是我们甚至可将这些数据与其他多模式图像(比如红外光谱或 MRI)联系在一起。”

目前,Doble 表示新一代成像技术更像是一种研究工具,它可以帮助发现各种转运蛋白、环境、辅助因子等的相互作用。

“随着我们对代谢作用方式的深入了解,尤其是关于金属方面,将有助于用于诊断。标记方案一旦成熟,我们就能够执行可量化的生物标记物成像。我们期待该技术能够用于观察细胞表面的特定蛋白质,以便之后能得出结论:‘这个特定肿瘤可使用这种特定药物。’就个性化用药来讲,它具有许多潜在应用。”

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