雙比值法（Dual-ratio approach）增強了生物系統傳感過程中的熒光信號。

利用熒光技術觀察人體血液中數量稀少的循環腫瘤細胞（CTC），可以提供一種在癌癥發生轉移時檢測癌癥并觀察惡性腫瘤細胞在體內移動的方法。

雙比值法漫反射體內流式細胞術（DiFC）的應用（來源：塔夫茨大學和東北大學）

流式細胞術（FCM）是一種很有前景的無創檢測技術，可以提供有關細胞大小及DNA含量的信息。在流式細胞術中，被熒光標記的細胞通過人體組織的狹窄通道時會被照亮。

假如利用熒光劑標記循環腫瘤細胞，按照流式細胞術原理，用激光直接照射人體動脈，任一被標記的細胞將被誘導熒光發射，這種發射與被標記的循環腫瘤細胞的存在和數量直接相關。該操作被稱為漫反射體內流式細胞術（Diffuse in vivo Flow Cytometry，DiFC）。

然而，在實踐中，漫反射體內流式細胞術的性能和所能達到的體內測量深度均受到背景噪聲的嚴重影響，尤其是當背景噪聲源自于被檢查區域中其它細胞和組織的固有自發熒光時。

據麥姆斯咨詢報道，近日，美國塔夫茨大學（Tufts University）聯合東北大學（Northeastern University）開發了一種新型光學測量方法，旨在抑制漫反射體內流式細胞術中的背景噪聲干擾，從而提高人體深層組織區域的信噪比（SNR）。這項研究發表在Journal of Biomedical Optics期刊上。

在激光源-探測器配置下的特定深度（顏色）處流動的熒光目標的預期信噪比跡線（y=0mm）。該結果顯示了產生表面加權和均勻分布的自發熒光的不同組織（線型）。

該研究團隊采用了雙比值法——最初為光譜學技術開發，現在用于漫反射體內流式細胞術，該方法用到兩個激光源和兩個探測器。盡管直到現在還沒有相關研究能夠闡述如何更好地將雙比值法應用于漫反射體內流式細胞術，但利用雙比值法應該可以降低人體動脈中的物質和皮膚表面產生的自發熒光的背景干擾。

無需采集血液樣本即可檢測癌癥標志物

為了優化雙比值法，美國塔夫茨大學和東北大學組成的研究團隊首先運用蒙特卡羅（Monte-Carlo）分析技術來模擬各種噪聲和自發熒光參數，同時配置不同的激光源-探測器。他們用熒光微球代替細胞，使用人造組織模擬流動影像進行了雙比值法漫反射體內流式細胞術相關實驗。

接著，該研究團隊使用優化后的雙比值法漫反射體內流式細胞術來測量小鼠皮膚和皮下肌肉的自發熒光，以評估現實場景中噪聲隨組織類型及深度的不同而發生的變化。該實驗證明了自發熒光光源的分布和未被雙比值法消除的噪聲比例是關鍵參數。

該研究團隊評論道：“實驗表明，如果未被雙比值法消除的噪音比例低于10%，并且對自發熒光的貢獻是表面加權（靠近表面而不是均勻分布在目標體積中），那么雙比值法漫反射體內流式細胞術優于標準的漫反射體內流式細胞術。”

“然而，正如在小鼠身上進行的實驗所表明的那樣，皮膚中的自發熒光通常遠高于皮下肌肉，這意味著在大多數情況下，雙比值法漫反射體內流式細胞術可能比標準的漫反射體內流式細胞術更具優勢。如果自發熒光靠近表面而不是均勻分布在目標體積中，則雙比值法漫反射體內流式細胞術的穿透范圍明顯高于標準的漫反射體內流式細胞術。”

該研究團隊期望通過上述原理，助力雙比值法漫反射體內流式細胞術成為一種新興的無創檢測血液中的熒光分子的技術，同時幫助醫生不提取樣本就能快速檢測出患者血液中的循環腫瘤細胞。而其它有參考價值的細胞類型和分子也可能最終以相同的方式進行識別。

審核編輯：劉清