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sCMOS攝像機(jī)檢測(cè)病原體的運(yùn)動(dòng)
（文獻(xiàn)部分內(nèi)容摘抄）
科學(xué)家們正在為非洲昏睡病尋找新方法，而快速成像技術(shù)在這一努力中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這是一種古老的流行病，而且致命得可非洲昏睡病或錐蟲病每年殺死3萬(wàn)人(此外還有整群的水牛和牛。這是一種疾病?，F(xiàn)有的藥物已經(jīng)過(guò)時(shí)，更糟糕的是，它們不僅殺死病原體，還殺死病人--每10例中就有1例。維爾茨堡大學(xué)的生物學(xué)家已經(jīng)承擔(dān)了研究開(kāi)發(fā)更好藥物的任務(wù)。一個(gè)快速、高靈敏度的照相機(jī)在他們的研究工作中起著重要的作用。
錐蟲是這種熱帶疾病的罪魁禍?zhǔn)姿鼈兩钤谒拗鞯难褐?，而這種惡劣的環(huán)境是它們能夠很好地適應(yīng)的。它們以螺旋形的動(dòng)作，在紅色的血球中蠕動(dòng)，不停地游動(dòng)，始終朝著同一個(gè)方向。為什么它們不停地游，總是朝著同一個(gè)方向，顯然沒(méi)有目的地?這些問(wèn)題是以生物學(xué)家團(tuán)隊(duì)工作的出發(fā)點(diǎn)，他是沃爾茲堡大學(xué)細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)系主任。這項(xiàng)研究產(chǎn)生了一個(gè)在中引起轟動(dòng)的假說(shuō)既簡(jiǎn)單又具有挑釁原體消耗抗體。不斷的游泳實(shí)現(xiàn)了將抗體推向細(xì)胞未端的目的。線蟲的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流，電流在原生動(dòng)物非常光滑的表面上擴(kuò)散。如果抗體附著在這個(gè)表面上，它們就會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生阻力，并被“風(fēng)”推回，正好朝著細(xì)胞口的方向，在那里它們被分解。
消失并與免疫系統(tǒng)失去聯(lián)系2009年，來(lái)自洛杉磯的研究人員在一份出版物中對(duì)重新搜索的結(jié)果提出了質(zhì)疑。他們提出了一種不符合“航海假說(shuō)”的游泳模式。在德國(guó)/ Excelitas PCO 公司研制的高性能CMOS(SCMOS)相機(jī)的pco.edge的幫助下，生物學(xué)家們開(kāi)始更仔細(xì)地分析鞭毛蟲的游泳行為，并從中得出結(jié)論。驗(yàn)證他們的假設(shè)，并尋找一種新的方法，專注于病原體的運(yùn)動(dòng)。
為了盡量減少對(duì)鞭毛蟲的任何外界影響，用熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜，在逆向顯微鏡的樣品滑片上觀察流體環(huán)境下的錐蟲。生物體的鞭毛每秒鐘跳動(dòng)20到30次;相機(jī)的成像能力為每秒400幀熒光，使制作低熒光錐蟲自我推進(jìn)的高分辨率圖像序列成為可能。這些圖像證實(shí)了2007年提出的假設(shè):寄生蟲真的是為了生存而游泳。下一步是利用這些信息來(lái)制定合適的方法。他們的目標(biāo)要么是減慢錐蟲的速度，要么是扭轉(zhuǎn)它們的運(yùn)動(dòng)--換句話說(shuō)，讓它們向后游。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，伍茲堡的研究人員現(xiàn)在正在尋找減緩錐蟲運(yùn)動(dòng)的基因。系統(tǒng)的、大規(guī)模的遺傳分析鑒定了參與游泳運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞。
攝像頭精確地測(cè)至游泳行為的變化;通過(guò)對(duì)物質(zhì)庫(kù)進(jìn)行系統(tǒng)的篩選，然后試圖實(shí)現(xiàn)同樣的具體變化這種方法使鑒定先導(dǎo)化合物與其作用機(jī)制相結(jié)合成為可能。
在篩選過(guò)程中，sCMOS攝像頭檢測(cè)到游泳運(yùn)動(dòng)中的小偏差。我們的目標(biāo)是改變運(yùn)動(dòng)，以防止消除抗體。已經(jīng)證明了這一原理是有效的。通過(guò)在病原體中創(chuàng)造一種特殊的RNA，恩斯特勒的研究小組逆轉(zhuǎn)了錐蟲的運(yùn)動(dòng)。結(jié)果是:病原體向后游動(dòng)，人體抗體與病原體的前端接觸，而非細(xì)胞口。由于抗體沒(méi)有被消耗，它們可以使錐蟲失效。
pco.edge相機(jī)在上市前由制造商提供給研究人員;后來(lái)，該相機(jī)被細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)系購(gòu)買?！叭绻褂酶?jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品，我們是無(wú)法記錄這些圖像的。恩斯特勒說(shuō)，他曾在過(guò)去的項(xiàng)目中與德國(guó)/ Excelitas PCO 公司合作?！耙幌盗羞B續(xù)圖像之間的短時(shí)間間隔使得我們能夠準(zhǔn)確地確定這些鞭毛蟲在三維空間中的運(yùn)動(dòng)方式光信號(hào)在亮的區(qū)域?qū)?yīng)大約100個(gè)光子，這當(dāng)然是一個(gè)非常微弱的信號(hào)。
目前，這些攝像機(jī)正在內(nèi)羅畢被動(dòng)物身上使用?！拔覀冋噲D重新審視在象牙塔中取得的成果，”恩斯特勒指出。
主要的焦點(diǎn)是尋找一種沒(méi)有副作用的錐蟲病的藥物?！胺侵藁杷∈鞘澜缟县毟F的人的疾病，我們的研究結(jié)果肯定不會(huì)引起主要制藥商的興趣，”移徙和確保了這種疾病不斷地、意外地在新地點(diǎn)爆發(fā);全球制藥公司對(duì)目標(biāo)群體在經(jīng)濟(jì)上不感興趣。醫(yī)生無(wú)國(guó)界組織和其他非營(yíng)利組織強(qiáng)調(diào)需在昏睡病領(lǐng)域進(jìn)行更多的研究，研究人員和非洲的合作實(shí)驗(yàn)室獲得了德國(guó)研究所的額外支持。
德國(guó)/ Excelitas PCO 公司的pco.edge5.5 sCMOS相機(jī)，具備高分辨率、高感光度、弱光成像的優(yōu)點(diǎn)，將研究實(shí)驗(yàn)過(guò)程完美記錄，為實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
廣州市元奧儀器有限公司作為德國(guó)Excelitas PCO 公司sCMOS相機(jī)在中國(guó)的代理商之一，為客戶提供各種成像系統(tǒng)解決方案，如對(duì)相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，歡迎隨時(shí)聯(lián)系交流！
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