在人體組織內,血小板的病變能產生眾多不良影響。血小板機能亢進時,會出現血凝結塊突發的危險,這將導致血管梗塞;血小板機能不全時,不能在極短的時間裏使傷口閉合,以致有流血致死的危險。目前已有許多測定血小板功能的診斷方法,所有這些方法或不夠可靠,或十分費時。此外,由於采血和血小板功能診斷之間經常存在很長的時差,因此,所有傳統的方法實際上都是在“不真實”的條件下進行的。

在漢諾威醫科大學誕生的一種新的診斷方法,解決了上述一些棘手問題。他們采用的是從牛皮結締 .中提取的固態骨膠原來“仿真”測試,這是一種尚未公開的方法。

新的血小板功能診斷的方法是:通過機械吸人活塞將靜脈血吸入測試盒,測試盒內有一塊骨膠原做成的測試平片,平片上有一深4毫米直徑0.4毫米的孔。當血液以約每秒5厘米的速度流經該孔時,血小板就沉積在孔的內壁。這種沉積漸漸使孔的直徑不斷減小,即骨膠原平片上孔內壁增厚。這種增厚可由壓力計測知,壓力計記錄了測試盒後麵上升的負壓。模擬記錄儀記錄負壓隨時間的變化過程,在計時表所確定的時間間隔內,曲線的斜度就是血小板功能的量度。

要經濟地采用上述診斷方法,就要解決在骨膠原上打出一定尺寸、可重複的、經濟的、無熱損傷的孔。因為測試盒和骨膠原都是需要量很大的一次性使用的產品。可重複性是非常重要的,因為不能讓操作者對每一測試盒都進行校準。經過反複試驗,漢諾威激光中心,采用拉姆達物理公司的EMG150MSC型準分子激光器所打出的孔,可以達到令人十分滿意的程度。

從這個例子我們可以看出,利用激光在醫學診斷中發揮作用,有些是直接的,有些則是間接的、而其他方法又無法替代的。

★細胞分類有“神眼”

生物醫學家們研究的對象,是極為複雜的生物體,尤其是人類。人體是由令人手足無措的細胞混合體、細胞自我複製構成的蛋白質、染色體和其他複雜的生物分子所構成。這些精細而微妙的小東西就是生命的基本單位,在生命過程中每種細胞都完成著特殊的功能。

能在幾百萬、幾千萬個細胞混合物中,將細胞按不同的要求一一分類,從中找出幾個古怪變異的細胞,或者數一數某種特殊類型細胞的個數,能使這種不亞於大海撈針的工作能自動進行,是生物醫學家們夢寐以求的目的。

美國舊金山的利弗莫爾實驗室與加州大學醫學院的科學家、生理學家、工程師們,發明了一種被稱之為“細胞分類的光學機器”的激光電腦計數裝置,它能快速、準確地從1千萬個正常細胞中,檢測出一個癌細胞或其他變異細胞,能通過染色體檢測判斷胎兒的缺陷,能區分**的兩對性染色體。

該裝置由僅1瓦功率的小型氛離子激光器、氦離子激光器,以及雙套的線流噴嘴、光學係統和計算機組成。傳感器把在激光束中的細胞閃光變成數字信號送入計算機處理。計算機立即把細胞分類,隨後向偏轉板加適當的電壓,使液滴直接落人三個收集器中的一個,該過程的重複頻率為每秒鍾2000次。

操作的第一步,是用特殊的熒光染料把從病人身上取來的正常細胞的混合物染色。對染料的需求是對細胞核裏的脫氧核糖核酸(DNA)有親和力,還要能以氬離子激光的激發波長相匹配。以區分癌細胞為例:因為通常癌細胞比正常細胞大得多,因此可以吸收更多的染料。染色的細胞懸浮液放入雙套噴嘴內層很小的貯液器中,它很像底部很細的一個喝汽水的吸管。噴嘴的外套注入加壓的生理鹽水,它的作用是帶著細胞液,從噴嘴噴出,並把細胞液分散成小的液滴,構成線狀噴射流,以便與激光束交叉。當激光照射到吸附染料的細胞時,細胞就會產生熒光的閃光,通過一個聚光光學係統,把探測的熒光信號轉換成數字信號送入計算機,進行數據處理。細胞越大,核中的DNA越多,吸附染料越多,熒光信號也越強。這就是鑒別癌細胞和正常細胞的基礎。反過來信號強度會給出癌細胞形狀和大小的信息。一千萬分之一的癌細胞檢測率,就是這樣實現的。

檢測染色體的操作稍微麻煩一點。它要求先把細胞破碎,隻留下染色體,拋棄其餘部分,其餘操作與檢測癌細胞一樣。不同之處是氬、氪離子激光器需同時工作。兩束激光彼此相距很近,一上一下,猶如雙筒獵槍發射的兩顆子彈,與噴液流交叉。當一個小液滴經過兩個光束時,產生兩個熒光的閃光。通過一套光學係統在探測器上產生幹涉圖形,並把信號送人計算機處理。每一種染色體都有不同的幹涉圖形,計算機能給出高分辨的圖形剖麵。有缺陷的染色體具有獨特的幹涉圖型,可以從計算機顯示屏幕上見到。

這種光學機器新穎的設計思想、簡便的操作和細胞分類的高效率,為生物醫學研究提供了一種嶄新的手段,有力地促進了細胞分類學的發展。