Pengcitraan Suhu 2D Nirkontak Revolusioner melalui SPLIT Nanothermometri
Teknik citra baru, yang dikembangkan oleh tim Profesor Jinyang Liang dan Fiorenzo Vetrone di Institut National de la Recherche Scientifique (INRS), dapat mengukur suhu dalam 2D, tanpa kontak. Deteksi suhu real-time yang akurat ini suatu hari dapat meningkatkan terapi fototermal dan membantu dalam diagnosis dini kanker kulit.
Teknologi ini, dikenal sebagai single-shot photoluminescence lifetime imaging thermometry (SPLIT), berdasarkan luminesensi nanopartikel yang doti dengan ion tanah langka. “Nanopartikel ini dianggap sebagai nanothermometer karena properti luminesensinya berubah dengan suhu lingkungan. Mereka juga kompatibel biologis,” kata Profesor Vetrone.
Alih-alih citra luminesensi titik demi titik, yang memakan waktu, SPLIT menggunakan kamera ultra-kecepatan tinggi baru untuk melacak seberapa cepat luminesensi nanopartikel ini memudar di setiap titik spasial. Suhu kemudian dapat dirasakan dengan memeriksa seberapa cepat cahaya yang dipancar memudar. Karena berlangsung secara real-time, SPLIT dapat mengikuti fenomena saat terjadi.
Pertama kalinya, ini memungkinkan termometri luminesensi menggunakan umur nanopartikel dengan sampel bergerak. “Dibandingkan dengan teknik termometri yang ada, SPLIT lebih cepat dan memiliki resolusi yang lebih tinggi. Ini memungkinkan deteksi suhu yang lebih akurat dengan solusi yang canggih dan ekonomis,” kata Profesor Liang.
Profesor Liang dan Vetrone percaya bahwa teknologi SPLIT dapat, di antara hal lain, meningkatkan kemampuan untuk mendeteksi dan mengobati kanker kulit. Saat ini, kapasitas untuk mendeteksi melanoma, dan lebih spesifik mikro-melanoma, masih terbatas. Pendekatan diagnostik yang ada terbatas oleh invasivitasnya, resolusi, dan akurasinya, yang mengakibatkan sejumlah besar biopsi yang tidak diperlukan.
Termometri optik dapat digunakan untuk mendeteksi sel kanker, yang metabolisme cepatnya menghasilkan suhu yang lebih tinggi daripada jaringan normal, membuatnya lebih terlihat dengan SPLIT.
Untuk mendeteksi melanoma, klinik dapat menggunakan kamera termal, tetapi resolusinya rendah. “SPLIT menandai langkah penting dalam pengembangan teknis. Dengan resolusi tinggi, teknologi ini dapat digunakan untuk menempatkan secara tepat tanda kanker,” kata Profesor Liang.
Di luar deteksi, teknologi ini juga dapat digunakan untuk memantau dosis cahaya selama jenis perawatan tertentu. Misalnya, terapi fototermal menyerang sel kanker melalui panas yang dihasilkan oleh paparan cahaya inframerah dekat. “Kita ingin menghapus kanker, tetapi tidak jaringan di sekitarnya, jadi jika suhu terlalu tinggi, perawatan dapat dikurangi atau dihentikan sementara. Jika terlalu rendah, kita dapat meningkatkan cahaya untuk mendapatkan dosis yang tepat,” kata Vetrone.
