并非所有的肿瘤都是一样的。肿瘤可能由不同的癌细胞群组成，每个癌细胞群都有自己独特的遗传和代谢特征。这些差异为有效的癌症治疗带来了障碍，因为药物可能会抑制一组细胞，而不影响另一组细胞。来自德州农工大学和加州理工学院的一组研究人员正在合作开发一种技术来帮助解决这个问题。
电子与计算机工程系教授邹军博士和他的博士生徐松，与加州理工学院医学工程和电子工程本教授王立宏博士及其学生合作，开发了一种解决方案，使研究人员能够评估肿瘤内癌细胞代谢的差异水平。他们的技术可以为预测肿瘤生长、侵袭和耐药性提供有用的信息，从而促进设计有效和个性化的治疗策略。
为了评估细胞的代谢状态，研究小组观察了它们的营养物质——血红蛋白。这种天然的氧气载体和供体在吸附或解吸氧气时，会发生显著的颜色变化。这种独特的性质使血红蛋白成为理想的生物相容性光吸收型氧传感器。细胞的耗氧率(OCR)(细胞在一定时间内消耗的氧气量)与其代谢状态直接相关。因此，测量单个癌细胞的ocr将提供其代谢特征的良好图像。
然后，该团队将这一过程和光声显微镜相结合，光声显微镜是一种成像技术，激光在样品中产生超声波振动。研究人员可以利用振动来检测细胞、血管和组织的光学吸收变化。他们能够监测血红蛋白氧饱和度的微小变化，由此可以计算出被困在密闭微井中的单细胞的OCR。他们称这种技术为单细胞代谢光声显微镜(SCM-PAM)。结合他们开发的独特的微制造单细胞微孔阵列，SCM-PAM可以扩大规模，测量大量的单细胞，这将是测试肿瘤中细胞群的多样性所需要的。
“凭借其独特的无标签、高通量单细胞OCR测量能力，以及提供多维信息的潜力肿瘤我们相信，SCM-PAM将成为基础癌症研究和临床个性化癌症治疗的有用工具。”
利用他们的技术，该团队在最近的一次纸发表在自然生物医学工程他们的技术每小时可以检查大约12000个细胞，比目前每小时限制在120个细胞的技术高100倍。
这项研究的资金由美国国家科学基金会和国立卫生研究院提供。