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sCMOS攝像機檢測病原體的運動
（文獻部分內(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3萬人(此外還有整群的水牛和牛。這是一種疾病。現(xiàn)有的藥物已經(jīng)過時，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)承擔了研究開發(fā)更好藥物的任務(wù)。一個快速、高靈敏度的照相機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首它們生活在宿主的血液中，而這種惡劣的環(huán)境是它們能夠很好地適應(yīng)的。它們以螺旋形的動作，在紅色的血球中蠕動，不停地游動，始終朝著同一個方向。為什么它們不停地游，總是朝著同一個方向，顯然沒有目的地?這些問題是以生物學(xué)家團隊工作的出發(fā)點，他是沃爾茲堡大學(xué)細胞與發(fā)育生物學(xué)系主任。這項研究產(chǎn)生了一個在中引起轟動的假說既簡單又具有挑釁原體消耗抗體。不斷的游泳實現(xiàn)了將抗體推向細胞未端的目的。線蟲的運動產(chǎn)生電流，電流在原生動物非常光滑的表面上擴散。如果抗體附著在這個表面上，它們就會對電流產(chǎn)生阻力，并被“風(fēng)”推回，正好朝著細胞口的方向，在那里它們被分解。
消失并與免疫系統(tǒng)失去聯(lián)系2009年，來自洛杉磯的研究人員在一份出版物中對重新搜索的結(jié)果提出了質(zhì)疑。他們提出了一種不符合“航海假說”的游泳模式。在德國/ Excelitas PCO 公司研制的高性能CMOS(SCMOS)相機的pco.edge的幫助下，生物學(xué)家們開始更仔細地分析鞭毛蟲的游泳行為，并從中得出結(jié)論。驗證他們的假設(shè)，并尋找一種新的方法，專注于病原體的運動。
為了盡量減少對鞭毛蟲的任何外界影響，用熒光染料標記細胞膜，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20到30次;相機的成像能力為每秒400幀熒光，使制作低熒光錐蟲自我推進的高分辨率圖像序列成為可能。這些圖像證實了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制定合適的方法。他們的目標要么是減慢錐蟲的速度，要么是扭轉(zhuǎn)它們的運動--換句話說，讓它們向后游。為了實現(xiàn)這個目標，伍茲堡的研究人員現(xiàn)在正在尋找減緩錐蟲運動的基因。系統(tǒng)的、大規(guī)模的遺傳分析鑒定了參與游泳運動的細胞。
攝像頭精確地測至游泳行為的變化;通過對物質(zhì)庫進行系統(tǒng)的篩選，然后試圖實現(xiàn)同樣的具體變化這種方法使鑒定先導(dǎo)化合物與其作用機制相結(jié)合成為可能。
在篩選過程中，sCMOS攝像頭檢測到游泳運動中的小偏差。我們的目標是改變運動，以防止消除抗體。已經(jīng)證明了這一原理是有效的。通過在病原體中創(chuàng)造一種特殊的RNA，恩斯特勒的研究小組逆轉(zhuǎn)了錐蟲的運動。結(jié)果是:病原體向后游動，人體抗體與病原體的前端接觸，而非細胞口。由于抗體沒有被消耗，它們可以使錐蟲失效。
pco.edge相機在上市前由制造商提供給研究人員;后來，該相機被細胞與發(fā)育生物學(xué)系購買?！叭绻褂酶偁帉κ值漠a(chǎn)品，我們是無法記錄這些圖像的。恩斯特勒說，他曾在過去的項目中與德國/ Excelitas PCO 公司合作。“一系列連續(xù)圖像之間的短時間間隔使得我們能夠準確地確定這些鞭毛蟲在三維空間中的運動方式光信號在亮的區(qū)域?qū)?yīng)大約100個光子，這當然是一個非常微弱的信號。
目前，這些攝像機正在內(nèi)羅畢被動物身上使用?！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。
主要的焦點是尋找一種沒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、意外地在新地點爆發(fā);全球制藥公司對目標群體在經(jīng)濟上不感興趣。醫(yī)生無國界組織和其他非營利組織強調(diào)需在昏睡病領(lǐng)域進行更多的研究，研究人員和非洲的合作實驗室獲得了德國研究所的額外支持。
德國/ Excelitas PCO 公司的pco.edge5.5 sCMOS相機，具備高分辨率、高感光度、弱光成像的優(yōu)點，將研究實驗過程完美記錄，為實驗提供強而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
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