《單細胞層次宮頸癌早期檢測光散射技術研究》是依託山東大學，由蘇絢濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：單細胞層次宮頸癌早期檢測光散射技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蘇絢濤
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
宮頸癌發病率高居女性惡性腫瘤第二位，實現早期診斷對宮頸癌治療意義重大。現有的宮頸癌檢測技術主要依賴宮頸細胞學，對觀測者的臨床經驗有著很高的要求。光散射法是一種無標記細胞分析技術，具有在單細胞層次上客觀、快速地進行宮頸癌早期診斷的潛力。Mie理論可給出來自均勻球體光散射的精確解，由於生物細胞的非均勻性以及不規則性，該理論目前只能用於單個生物細胞光散射的粗略估算。項目將探索建立在Mie理論與惠更斯原理上的單細胞光散射模擬計算方法，揭示雷射與單個生物細胞(正常與癌變宮頸細胞)相互作用的光散射規律。同時，研發光散射與微流控有機集成新技術，實現對單個受控細胞的光散射激發，探索提高光散射測量信噪比的新方法，獲得單個宮頸細胞的二維光散射圖樣。在圖樣分析比較理論與實驗結果的基礎上，項目將探索新的光散射參數達到客觀、快速區分正常宮頸細胞與癌變細胞的目的，奠定宮頸癌早期診斷臨床套用光散射技術基礎。
結題摘要
宮頸癌是世界衛生組織建議在全球範圍內開展篩查的惡性腫瘤。常用宮頸癌篩查技術具有一定的局限性，比如液基細胞學技術需要具有豐富經驗的臨床病理醫師進行細胞染色觀測。研發新型宮頸癌早期檢測技術具有重要的科研和社會意義。近年來發展的二維光散射技術可獲取細胞內部信息，預期可用於無標記宮頸癌篩查。“單細胞層次宮頸癌早期檢測光散射技術研究”項目致力於研發細胞二維光散射快速模擬方法，獲取宮頸細胞二維光散射圖樣試驗結果，開展圖樣分析方面的研究。該項目預期從理論與實驗方面更好的理解宮頸細胞二維光散射現象，為免標記宮頸癌早期檢測提供技術基礎。首先，我們開展了基於Mie理論的細胞二維光散射模擬研究，實現了雷射激發下細胞複雜光散射的快速模擬，理論模擬結果與多酵母細胞聚合體以及宮頸細胞實驗結果具有較好的一致性。其次，我們研發了二維光散射靜態細胞儀技術，實現了亞微米尺度酵母細胞及標準微球的尺寸識別，發現宮頸細胞二維光散射圖樣中的散斑特徵可用於區分正常宮頸細胞與宮頸癌細胞系HeLa細胞。此外，課題組還開展了二維光散射技術與微流控技術集成研究，實現了流式狀態下標準微球與宮頸細胞二維光散射圖樣的獲取。最後，我們探索了機器學習技術在二維光散射圖樣分析方面的套用，研發了模式識別細胞術，實現了正常宮頸細胞與宮頸癌細胞系HeLa細胞的高準確率無標記識別。總的說來，我們研發了可用於細胞無標記分析的二維光散射靜態細胞儀技術以及模式識別細胞術技術，具備了對靜態細胞的細緻研究以及對流式細胞的高通量研究技術基礎。課題組將機器學習技術與二維光散射技術有機融合，為無標記單細胞分析研究提供了新的途徑。我們實現了宮頸細胞與宮頸癌細胞系HeLa細胞的無標記二維光散射區分識別，可為後續宮頸癌篩查儀器研發提供較好的研究基礎。本項目相關技術預期亦可用於其他細胞的無標記分析。
