Деформированные красные кровяные клетки (эритроциты) являются признаком серьезных заболеваний, таких как малярия и серповидно-клеточная анемия. До недавнего времени единственным способом оценки формы эритроцитов было индивидуальное изучение крови под микроскопом — трудоемкий процесс для патологоанатомов. В настоящее время исследователи из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейне разработали технику, которая позволяет врачам определить форму эритроцитов в крови в течение нескольких секунд, анализируя свет, рассеянный от сотен клеток одновременно.
Здоровые эритроциты имеют форму двояковогнутого диска с двумя впадинами, верхней и нижней. Напряженные эритроциты часто имеют более глубокие впадины по сравнению со здоровыми, и клетки приобретают более сплющенный вид, другие могут иметь мелкие впадины или вообще не иметь впадин. Исследователи предположили, что если они направят свет на образец крови и проведут анализ рассеивание света от этого образца, они получат картину, или своего рода портрет, произведенный путем взаимодействия света в трехмерном пространстве, и подобная картина будет отличаться при наличии деформированных клеток. Но данные легкие межклеточные взаимодействия были слишком сложными для анализа обычными математическими инструментами. Таким образом, исследователи использовали аппроксимацию Борна, математические правила, которые могут использоваться, когда объект интереса небольшой и прозрачный.
С помощью широкодиапазонного Фурье-гиперспектрометра (FTLS) — метода, разработанного той же группой исследователей три года назад, на отдельных эритроцитах, ученые обнаружили, что картина существенно менялась при разном диаметре, углублениях и ширине клеток. Используя эту информацию, команда применила к результатам аппроксимацию Борна и рассчитала соответствующую картину рассеивания для клеток правильной формы. Затем исследователи использовали это новую модель здоровых клеток, чтобы определить правильную морфологию клеток в мазке крови. «Новая методика может позволить проводить быстрые, точные анализы крови, которые помогут врачам диагностировать различные типы анемии, и может быть особенно эффективна в регионах с ограниченными ресурсами», — говорят исследователи.
Источник: sciencedaily.com