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DOI : 10.2240/azojono0113

Revista de las Tecnologías del Punto de Quantum para la Detección y el Tratamiento del Cáncer

Sandeep Kumar Vashist, Rupinder Tewari, RAM Prakash Bajpai, Lalit Mohan Bharadwaj y Roberto Raiteri

Derechos De Autor AZoM.com Pty Ltd.

Esto es un artículo del Sistema de las Recompensas del Acceso Abierto del AZo (AZo-REMOS) distribuido de conformidad con los AZo-REMOS http://www.azonano.com/oars.asp

Sometido: 29 de julio de 2006

Asentado: 13 de septiembre de 2006

Temas Revestidos

Extracto

Introducción

Puntos de Quantum en el Diagnóstico Precoz del Cáncer

Ventajas de los Puntos Inorgánicos de Quantum sobre Fluorophores Orgánico

Tecnología del Punto de Quantum

Síntesis de los Puntos de Quantum

Propiedades y Aplicaciones de los Puntos de Quantum

Vencer la Naturaleza Tóxica de los Puntos de Quantum

Comportamiento del Centelleo de los Puntos de Quantum

Efecto de Functionalization Superficial sobre las Propiedades Ópticas de los Puntos de Quantum

Sistema de Medición para Observar y Seguir Su Trayectoria los puntos de Quantum

Punto Activo y Pasivo de Quantum Que Apunta Mecanismos

Requisitos Profundos de la Proyección De Imagen del Tejido

Retiro de los Puntos de Quantum de las Células Vivas

Aplicaciones Potenciales de los Puntos de Quantum en Diagnosis y el Tratamiento de la Enfermedad

Conjugación de Biomoléculas a los Puntos de Quantum

Estrategias Para Modificar Biomoléculas

Efectos de los Puntos de Quantum sobre Funciones Biológicas de Biomoléculas

Avances en la Tecnología del Punto de Quantum para la Diagnosis del Cáncer

Conjugaciones del Punto-Péptido de Quantum Mostradas a las Células del Tumor de la Meta

Puntos de Quantum Capaces de determinar a las Células Cancerosas Vivas del Pecho

Quantum Multifuncional Puntea Simultáneamente Tumores de la Meta y de la Imagen en Animales Vivos

Cerca de los Puntos Infrarrojos de Quantum para la Correspondencia del Ganglio Linfático del Centinela

Puntos de Quantum para el Análisis Multiplexado

Puntos Uno mismo-Illuminating de Quantum para in vivo la Proyección De Imagen

El Punto de Quantum Basó el Sistema de Envío de la Droga Para Apuntar al Cáncer

La Situación Actual

Aplicaciones Futuras de los Puntos de Quantum en Diagnosis y el Tratamiento del Cáncer

Referencias

Detalles del Contacto

Los puntos del quantum del Semiconductor (QDs) son los nanoparticles que han atraído interés disperso en biología y el remedio debido a sus propiedades ópticas y electrónicas únicas. Estas propiedades, especialmente su tendencia reducida al photobleach y la dependencia de su longitud de onda de la fluorescencia de su talla, los hacen convenientes para que las aplicaciones de sondeo fluorescentes detecten biomarkers del cáncer in vitro y in vivo en células/tejidos/cuerpo entero. Hay considerable interés entre los investigadores debido a los recientes desarrollos en tecnología del QD. QDs se ha encapsulado en polímeros amphiphilic y limita a los ligands de tumor-alcance y droga las vesículas de la salida para apuntar, la proyección de imagen y tratar las células del tumor. Los Actuales esfuerzos se centran en la exploración de las capacidades masivas de la multiplexación del QDs para la detección simultánea de los biomarkers múltiples del cáncer en análisis de la sangre y biopsias del tejido del cáncer. Estos avances en la tecnología del QD han desenredado mucha información sobre las acciones moleculares en células del tumor y el diagnóstico precoz del cáncer.

Puntos de Quantum en el Diagnóstico Precoz del Cáncer

La investigación Temprana del cáncer es tan deseables que la mayoría de los tumores son perceptibles solamente cuando alcanzan cierta talla cuando contienen millones de células que pudieron haberse extendido por metástasis ya. Las técnicas diagnósticas Actualmente empleadas tales como proyección de imagen médica, biopsia del tejido y análisis bioanalytical de los fluídos corporales por el análisis conectado enzima del inmunosorbente (ELISA) son escaso sensibles y específicas detectar la mayoría de los tipos de cánceres del temprano-escenario. Por Otra Parte, estos análisis son necesitandos mucho trabajo, que toma tiempo, costosos y no tienen capacidad de la multiplexación. Por otra parte, la detección basada QD es investigación rápida de activação rápida, fácil y económica del punta-de-cuidado de las etiquetas de plástico del cáncer. QDs tiene las propiedades únicas que les hacen el ideal para detectar tumores. Éstos incluyen la fluorescencia intensa y estable por un tiempo más largo; resistencia a photobleaching [1-5], a los coeficientes de extinción molares grandes, y a la detección altamente sensible debido a su capacidad de absorber y de emitir la luz muy eficientemente. Debido a su relación de transformación superficial grande del área-a-volumen, un único QD se puede conjugar a las diversas moléculas, así haciendo QDs que apela para el empleo en el diseño de nanostructures multifuncionales más complejos. Los Diversos tipos de biomarkers tales como proteínas, las series específicas de la DNA o del mRNA y las células de circulación del tumor se han determinado para la diagnosis del cáncer de muestras del suero. Por Lo Tanto, la aproximación multiplexada basada QD [1] para la identificación simultánea de muchos biomarkers llevaría a una diagnosis más efectiva del cáncer. QDs covalente se ha conectado a las diversas biomoléculas tales como anticuerpos, péptidos, ácidos nucléicos y otros ligands para las aplicaciones de sondeo de la fluorescencia [6-19]. Algunas de las aplicaciones de QDs en la biología [20-32] junto con su enorme potencial para la proyección de imagen molecular [33-37] se han explorado ya.

Ventajas de los Puntos Inorgánicos de Quantum sobre Fluorophores Orgánico

Comparado a los fluorophores orgánicos tradicionales usados para la fluorescencia etiqueta en experimentos biológicos, QDs inorgánico tiene aplicaciones más amplias debido a su alta resistencia a photobleaching, que activa la visualización del material biológico por un tiempo más largo. Fluorophores es altamente sensible a su ambiente local y puede experimentar photobleaching, un proceso irreversible de la fotooxidación que las haga no fluorescentes. Ésta es la limitación principal para todos los estudios en los cuales la estructura etiqueta fluorófora tenga que ser observada extendió demasiado periodos de tiempo. Fluorophores se puede ópticamente excitar solamente dentro de un estrecho rango de longitudes de onda y la emisión fluorescente también se restringe a cierto rango de longitudes de onda. Considerando Que QDs se puede excitar con una única fuente de luz que tiene longitud de onda más corta que la longitud de onda de la fluorescencia. Los espectros de la fluorescencia de QDs son estrechos, simétricos y no tienen ninguna cola roja según lo observado en fluorophores. Los Diversos colores se pueden observar y distinguir sin ningún traslapo espectral. Por Lo Tanto, la etiqueta multicolora de diversas estructuras con QDs de diversos colores llegó a ser posible. Esta aproximación multiplexada [3, 38-40] está de gran interés en aplicaciones amplias tales como diagnosis de la enfermedad y salida de la droga.

El campo de QDs está de multidisciplinario mientras que las personas de diversa química, de la física, de la biología y del remedio de las disciplinas científicas es decir están trabajando juntas para aprovechar su potencial. Su empleo para la detección y el tratamiento del cáncer es una tal aplicación que es de importancia suprema.

Tecnología del Punto de Quantum

QDs es los nanocrystals inorgánicos del semiconductor que tienen diámetro típico entre 2-8 nanómetro que poseen propiedades luminiscentes únicas. Se componen generalmente de átomos de grupos II y VI los elementos (e.g. CdSe y CdTe) o los grupos III y V los elementos (e.g. INP e InAs) del vector periódico. Sus dimensiones físicas son más pequeñas que el radio de Bohr del excitón [1] eso lleva al arresto del quantum el efecto, que es responsable de sus propiedades ópticas y electrónicas únicas.

Síntesis de los Puntos de Quantum

QDs de alta calidad ha sido sintetizado por las diversas aproximaciones [41-43]. Pero su síntesis se realiza generalmente en disolventes orgánicos tales como tolueno o cloroformo en temperaturas más altas en presencia de los tensioactivadores. Pero las partículas tensioactivador-revestidas no son solubles en agua pues tienen el grupo polar de la carga del tensioactivador asociado a la base inorgánica del QD y el encadenamiento hidrofóbico que resalta en el disolvente orgánico. Generalmente, todos los experimentos con las células implican los materiales solubles en agua. Por Lo Tanto, las diversas estrategias se han desarrollado para hacerlos solubles en agua, donde cualquier la capa del tensioactivador se reemplaza o está recubierta con capa adicional tal como polímeros hidrofílicos o anfipáticos [44-45]. La capa hidrofóbica de tensioactivador es reemplazada por las moléculas del ligand que llevan los grupos funcionales en un extremo que atan a la superficie del QD, y a los grupos hidrofílicos en el otro extremo que hacen el QDs soluble en agua. El empleo de polímeros amphiphilic como capa adicional en superficie del QD también ha estado señalado [38, 46-48]. La cola hidrofóbica del polímero reacciona con la capa hidrofóbica del tensioactivador en superficie del QD mientras que los grupos hidrofílicos del polímero en el extremo exterior comunican solubilidad de agua. QDs también se ha encapsulado en las micelas del fosfolípido [8] para hacerlas solubles en agua.

Propiedades y Aplicaciones de los Puntos de Quantum

El sistema más de uso general del QD es la base interna del semiconductor de CdSe recubrió con el shell exterior de ZnS. El shell de ZnS es responsable de la estabilidad química y óptica de la base de CdSe. QDs se puede hacer para emitir la luz fluorescente en el ultravioleta al espectro infrarrojo apenas variando su talla. La longitud de onda de la fluorescencia del QD depende de su separación de energía (es decir la diferencia entre el estado emocionado y de tierra) que sea determinada por la talla del QD [49-52]. QDs tiene línea anchos espectral estrecha, mismo niveles de la brillantez, coeficientes de amortiguación grandes a través de un rango espectral ancho, alto photostability y capacidad de la detección multiplexada. Son muy brillantes y estables incluso bajo condiciones complejas que las hagan convenientes para la proyección de imagen molecular y celular avanzada, salida de la droga y para las pruebas biológicas y los diagnósticos altamente sensibles [53-54]. La proyección de imagen en tiempo real Altamente sensible con la mayor resolución y el seguir su trayectoria de las únicas moléculas del receptor en la superficie de células vivas han sido hechos posible por los bioconjugates del QD [13, 55]. Las Diversas aplicaciones de los puntos del quantum se declaran en el cuadro 1. En la mayor parte de los casos, las conjugaciones funcionales del QD para la detección del cáncer se componen de una base del semiconductor (CdSe, CdTe); un shell adicional tal como ZnS en el caso de CdSe QDs que tiene una separación de banda más alta que CdSe para aumentar el rendimiento de quantum; una capa hidrofílica soluble en agua; y, anticuerpos functionalized u otras biomoléculas complementarios a las etiquetas de plástico del cáncer de la meta en los sitios del tumor.

AZoJono - El Gorrón del AZO de la Nanotecnología En Línea - Aplicaciones de los puntos del quantum

Aplicaciones de los puntos de Quantum.

Vencer la Naturaleza Tóxica de los Puntos de Quantum

El QDs nativo compuesto de nanoparticles del semiconductor es tóxico en naturaleza. Se ha observado que CdSe QDs es altamente tóxico a las células expuestas a ULTRAVIOLETA por un tiempo más largo [56] pues ULTRAVIOLETA disuelve el CdSe, de tal modo release/versión los iones tóxicos del cadmio. Sin Embargo, QDs polímero-revestido es no tóxico en ausencia de ULTRAVIOLETA según lo demostrado por in vivo los estudios [48]. También se ha mostrado que el QDs micela-encapsulado inyectado en el embrión de la rana no afectó a su revelado [8]. Por Lo Tanto, QDs se encapsula normalmente dentro de la capa exterior de los polímeros amphiphilic [57-58] para hacerlos solubles en agua y resistentes a la degradación química o enzimática. Se sintetizan típicamente en disolventes orgánicos tales como óxido de las tri n octilo fosfinas (TOPO) [59-62] y hexadecylamine, teniendo encadenamientos y puntos de ebullición alkílicos largos del alto, para prevenir la formación de agregados. En los últimos años, ha habido un gran revelado para modificar la química superficial de QDs para hacerlos solubles en agua [63-64]. Lo más común posible, QDs se conecta al glicol de polietileno (ESPIGA) o a los ligands similares para hacerlos biocompatibles y para reducir el atascamiento no específico. Son hechos específicos al sitio de la meta conjugándolos a los diversos ligands del bioaffinity tales como péptidos, anticuerpos, oligonucleótidos Etc. usando diversas estrategias. Un diagrama esquemático posible del bioconjugate del QD para la detección de los biomarkers de la célula del tumor se muestra en el cuadro 2. Cuadro 3 describe en resumen los diversos pasos de progresión de la tecnología del QD para in vivo la diagnosis del cáncer.

AZoJono - El Gorrón del AZO de la Nanotecnología En Línea - QDs Multifuncional empleado generalmente para apuntar las células del tumor. QDs se conjuga al diverso específico de los ligands de la afinidad (péptido, anticuerpo, inhibidor, droga Etc.) para los biomarkers de la célula del tumor

QDs Multifuncional empleado generalmente para apuntar las células del tumor. QDs se conjuga al diverso específico de los ligands de la afinidad (péptido, anticuerpo, inhibidor, droga Etc.) para los biomarkers de la célula del tumor.

AZoJono - El Gorrón del AZO de la Nanotecnología En Línea - Diversos pasos de progresión en el empleo de QDs para in vivo la diagnosis del cáncer. (a) Formación de bioconjugates del QD, (b) inyección Intravenosa de los bioconjugates del QD en ratón, (c) alcance Activo de las células del tumor por los bioconjugates del QD.

Diversos pasos de progresión en el empleo de QDs para in vivo la diagnosis del cáncer. (a) Formación de bioconjugates del QD, (b) inyección Intravenosa de los bioconjugates del QD en ratón, (c) alcance Activo de las células del tumor por los bioconjugates del QD.

Comportamiento del Centelleo de los Puntos de Quantum

Nirmal y otros [65] descubrió por primera vez que QDs muestra una emisión encendido-apagado intermitente del comportamiento del centelleo es decir sobre la excitación contínua, que fue atribuida Para Barrenar la ionización [65-66]. El principio de este comportamiento no está bien entendido incluso hoy. Pero es una preocupación solamente cuando una señal del QD individual se requiere durante el análisis tal como aplicaciones del cytometry de flujo. En estos casos, puede ser posible que la emisión del QD individual pudo estar de debido a llevar del centelleo del `' así a los desaparecidos de la señal en el detector. Pero generalmente en la mayor parte de las aplicaciones por ejemplo en análisis célula-basados, hay más de un QD implicado e incluso si algún QDs está centellando, otros están dando la señal para la detección final y así, no se faltará ninguna señal por el detector. Una manera de contrarrestar el rendimiento de quantum reducido debido al centelleo es crecer un shell de algunas capas atómicas de un material con una separación de banda más grande encima de la base del QD.

Efecto de Functionalization Superficial sobre las Propiedades Ópticas de los Puntos de Quantum

Los estudios Fundamentales han revelado que la luminiscencia del QD es mucho sensible a los procedimientos superficiales del functionalization como las acciones recíprocas de la molécula con el cambio de la superficie del QD las cargas superficiales en el QD [67]. Pero muchas de las aplicaciones de sondeo basadas QD se basan en el cambio en la fluorescencia del QD después de la acción recíproca de las moléculas del analito de la meta con las biomoléculas functionalized en la superficie del QD. Ha estado señalado bien que el functionalization superficial de QDs mejora su solubilidad. Pero podría reducir su eficiencia de quantum también. Esto ha demostrado en el caso de QDs tratado al ácido meracptoacetic donde la eficiencia de quantum fue reducida drástico [7, 63]. Pero los puntos functionalized proteína del quantum tienden a conservar su eficiencia de quantum y a ofrecer una vida útil más larga. Pueden también functionalized más a fondo con los grupos funcionales múltiples [7] sin la disminución de su eficiencia de quantum.

Sistema de Medición para Observar y Seguir Su Trayectoria los puntos de Quantum

Único QDs se puede observar y seguir su trayectoria para la mayor duración del tiempo hasta algunas horas con microscopia confocal, microscopia total de la reflexión interna o microscopia del epifluorescence. El esquema de la proyección de imagen fluorescente que empleaba QDs como escrituras de la etiqueta y su medición ha sido descrito por Gao y otros [68] y Tan y otros [69]. Gao y otros empleó un sistema de la macro-iluminación del entero-cuerpo con la proyección de imagen espectral longitud de onda-resuelta, que permite la alta detección de la sensibilidad de metas moleculares in vivo. Tan y otros también empleó el sistema espectral longitud de onda-resuelto de la proyección de imagen que tenía software que separó autofluorescence de señales del punto del quantum.

Punto Activo y Pasivo de Quantum Que Apunta Mecanismos

Los bioconjugates del QD se pueden entregar a los tumores in vivo por el active y la voz pasiva que apuntan mecanismos aunque el alcance pasivo sea mucho más lento y menos eficiente que el alcance activo. En el mecanismo de alcance pasivo, los bioconjugates del QD acumulan preferencial en los sitios del tumor debido al efecto aumentado de la permeabilidad y de la retención [70-72]. Este efecto se puede atribuir a los hechos que los tumores angiogénicos (i) producen los factores de incremento endoteliales vasculares, que son responsables de permeabilidad aumentada, (ii) falta un alcantarillado linfático efectivo, que da lugar a la acumulación de los bioconjugates del QD. Por otra parte, en el mecanismo de alcance activo, se emplea QDs anticuerpo-conjugado donde el anticuerpo consigue asociado a sus biomarkers específicos del tumor tales como antígeno específico de la membrana de la próstata presente en las células del tumor en el sitio de la meta.

Requisitos Profundos de la Proyección De Imagen del Tejido

Se ha mostrado que la proyección de imagen profunda del tejido requiere el uso de la luz lejos-roja y del infrarrojo cercano [73]. Esto necesita el empleo de QDs de cercano-infrarrojo-emisión para aumentar la sensibilidad de proyección de imagen del tumor como los límites de absorción mayores de la sangre y el agua [74] no interferiría en esta región.

Retiro de los Puntos de Quantum de las Células Vivas

La separación de QDs de los animales vivos y de su estudio cuidadoso del atención de las demandas del metabolismo y profundizado antes de la tecnología se puede utilizar en los seres humanos para la diagnosis y el tratamiento del cáncer. La única manera de separación de QDs protegido del cuerpo está al lado de filtración lenta y de excreción a través del riñón pues la ruptura química o enzimática es muy poco probable.

Aplicaciones Potenciales de los Puntos de Quantum en Diagnosis y el Tratamiento de la Enfermedad

Futuro próximo verá muchas aplicaciones potenciales de QDs en el campo de la diagnosis y del tratamiento de la enfermedad basados en los avances recientes en la tecnología del QD y el enorme interés entre investigadores.

Conjugación de Biomoléculas a los Puntos de Quantum

Diversas estrategias covalentes y no-covalentes (tal y como se muestra en de cuadro 4) se ha desarrollado para las biomoléculas de conjugación tales como proteínas y anticuerpos al QDs. Las Biomoléculas se pueden limitar covalente empleando los crosslinkers [1, 6, 8, 17, 38, 44, 64, 75-77], que reticulan los grupos funcionales tales como - COOH, - NH2 o - el presente SH en la superficie del QD a los grupos funcionales presentes en las biomoléculas. Hoy En Día, las diversas químicas de la conjugación están disponibles para modificar biomoléculas para tener los grupos funcionales requeridos.

Diversas estrategias para los anticuerpos/las proteínas de conjugación a QDs.

Estrategias Para Modificar Biomoléculas

Una estrategia emplea el ′ del N-etilo-n - el carbodiimide (3-diethylaminopropyl) (EDC) como heterocrosslinker, que reticula el grupo del carboxilaato del QDs al grupo de la amina de las proteínas. Este método no requiere ninguna modificación química de las proteínas mientras que la mayor parte de las proteínas contienen la amina primaria.

Otra estrategia se basa en el acoplamiento maleimide-mediado éster activo de los grupos de la amina y del sulfidrilo. Pero este método tiene una limitación que los grupos libres del sulfidrilo, que son inestables en presencia del oxígeno, se encuentren raramente en biomoléculas nativas. Recientemente 46] polímero amphiphilic preactivated empleado de Pellegrino y otros [que contiene las unidades múltiples del anhídrido, que son altamente reactivas hacia las aminas primarias, para las proteínas obligatorias a QDs. Este método tiene aplicaciones potenciales para hacer el sistema de envío continuo de la droga pues los polyanhydrides son polímeros biodegradables. Pero las estrategias para el atascamiento exacto controlado y orientado de biomoléculas a QDs tienen haber sido exploradas mucho. Goldman y otros [78] empleó una proteína de la fusión para la inmunoglobulina obligatoria G (IgG) a QDs. La proteína de la fusión tenía a positivo - dominio cargado del cremallera de la leucina que limita electroestático a negativo - QDs cargado y un dominio de G de la proteína que limitan a la región constantec de F de IgG así que sale de la región de F (′ del ab2 ) libre para el atascamiento del antígeno. Una técnica basada en el alcance de las mitades ácidas Ni-nitriloacetic contra adornos del hexahistidine, según lo empleado en caso de los tintes [79], se puede emplear para atar biomoléculas hexahistidine-marcadas con etiqueta a QDs usando el ácido níquel-nitrilotriacético (Ni-NTA) como el agente quelante. Gao y su grupo en Emory UniversityUSA

Efectos de los Puntos de Quantum sobre Funciones Biológicas de Biomoléculas

Se ha mostrado que en muchos casos, la conjugación de biomoléculas a QDs no cambia la capacidad obligatoria de las biomoléculas a sus 13, 17, 38, 55, 58-59 64 específicos de los receptores [6, 8-9, 76-77, 80-81] y su función biológica. Kloepfer y otros [77] observaron que la conjugación de QDs a la transferrina no afectó a la función de la proteína. Dahan y otros [82] también observaron que el atascamiento de los receptores del membrana-salto de QDs no tenía ningún efecto sobre el comportamiento de la difusión de los receptores en membranas. Sin Embargo, hay pocos partes que QDs pudo afectar a las funciones biológicas de biomoléculas tales como la afinidad obligatoria de la serotonina del neurotransmisor a las proteínas del serotonina-transportador [14]. Esto puede ser debido al obstáculo estérico del QDs. Los estudios Detallados se requieren investigar los efectos posibles de QDs sobre las funciones biológicas de biomoléculas.

Avances en la Tecnología del Punto de Quantum para la Diagnosis del Cáncer

En los primeros tiempos, QDs fue empleado para varias aplicaciones de la proyección de imagen en lugar de los tintes orgánicos. Pero el enorme potencial de estos materiales fue explotado cuando fue observado que guardaron en la emisión de la luz fluorescente intensa por semanas. Esto era un adelanto tecnológico importante para la proyección de imagen microscópica, que ayudó en el despliegue de muchos procesos celulares. En los escenarios subsiguientes del revelado, los investigadores desarrollaron un gran interés en la tecnología del QD y comenzaron a explorar sus aplicaciones en diversos campos. Diverso QDs integrado del mismo material pero por diversas tallas había sido hecho, que pueden generar diversos colores después de la activación por la luz de una única longitud de onda. Entonces fue demostrado que QDs marcó con etiqueta con las biomoléculas tales como anticuerpos, los péptidos que el Etc. se puede emplear para detectar las moléculas específicas en la superficie o el interior de la célula la célula.

Conjugaciones del Punto-Péptido de Quantum Mostradas a las Células del Tumor de la Meta

El uso de las conjugaciones del QD-péptido de apuntar vasculatures del tumor in vivo fue señalado por Akerman y los compañeros de trabajo [58]. Emplearon CdSe ZnS-capsulado QDs y mostraron que las capacidades de alcance de QDs recubrieron con diversos péptidos. QDs recubrió con un péptido de pulmón-alcance acumulado en los pulmones de los ratones después de la inyección intravenosa. El péptido consiguió el salto a la dipeptidasa de la membrana en las células endoteliales en vasos sanguíneos del pulmón. En el segundo caso, QDs recubrió con un péptido de alcance conseguido encuadernado a los vasos sanguíneos y a las células del tumor en ciertos tumores. En el tercer caso, QDs recubrió con un péptido de alcance conseguido encuadernado a los vasos linfáticos y a las células del tumor. El grupo también mostró eso que agregaba la ESPIGA a la capa exterior de la acumulación no selectiva prevenida QDs de QDs en tejidos reticuloendoteliales.

Puntos de Quantum Capaces de determinar a las Células Cancerosas Vivas del Pecho

Un equipo de investigación de Quantum Dot Corporation y de Genentech probó el potencial de QDs de determinar a las células cancerosas vivas del pecho [38] que son probables responder a una droga anticáncer. Emplearon QDs conectado a la inmunoglobulina G (IgG) y al streptavidin para etiqueta la etiqueta de plástico del cáncer Her2 presente en la superficie de las células cancerosas vivas del pecho y también exploraron la tecnología del QD para la etiqueta simultánea de Her2 en la superficie de la célula y en el núcleo. Los investigadores detectaron simultáneamente dos metas celulares con una única longitud de onda de la excitación de tal modo que mostraba que diverso QDs coloreado es decir QDs de diversas tallas pero de los mismos materiales se podría utilizar junto para distinguir diversas partes de una célula que llevaba así para multiplexar la detección de la meta.

Quantum Multifuncional Puntea Simultáneamente Tumores de la Meta y de la Imagen en Animales Vivos

Gao y los compañeros de trabajo señalaron QDs multifuncional para el alcance y la proyección de imagen simultáneos de tumores en los animales vivos [68]. La conjugación Altamente estable del QD fue compuesta de un copolímero amphiphilic del triblock (para in vivo la protección), apuntando ligands (para el reconocimiento del antígeno del tumor), y las moléculas múltiples de la ESPIGA (para el biocompatibility y la circulación mejorados). In vivo el comportamiento de las antenas del QD fue vigilado por microscopia de la sección del tejido y proyección de imagen espectral del entero-animal. Las conjugaciones del QD fueron inyectadas intravenoso en ratones. Fue observado que acumularon en los sitios apuntados del tumor por el mecanismo de alcance pasivo, debido a la naturaleza permeable de los vasos sanguíneos del tumor, y del mecanismo de alcance activo, debido a la acción recíproca de revestido conyugal del QD con el anticuerpo tumor-específico con la etiqueta de plástico del tumor. Gao y los compañeros de trabajo también emplearon QDs para etiqueta las células específicas en cultura y fue observado que dentro de un pequeño periodo de tiempo, QDs acumuló en los núcleos de célula. Así, las células tratadas que tienen QDs se pueden seguir su trayectoria dentro del animal vivo después de ser inoculada en virtud de su fluorescencia.

Cerca de los Puntos Infrarrojos de Quantum para la Correspondencia del Ganglio Linfático del Centinela

Kim y los compañeros de trabajo [34] exploraron el utilitario del empleo cerca de QDs infrarrojo que emitía en 850 nanómetro para el ganglio linfático del centinela que correlacionaba, un procedimiento importante para la detección de vagar por a las células cancerosas en el ganglio linfático más cercano al órgano afectado. QDs inyectó en ratones vivos fue seguido intradérmico en incluso el hasta 1 cm en tiempo real debajo de la piel en el ganglio linfático del centinela. Este revelado era un descubrimiento importante pues la talla de la incisión requerida para quitar el ganglio linfático del centinela fue reducida sin el uso de radiolabels. Los Investigadores están intentando utilizar QDs para el tratamiento del cáncer. Una posibilidad es la irradiación de QDs al lado de las Radiografías/de la luz infrarroja, que proporcionarían a calor al tumor y apoptosis del disparador/programó muerte celular.

Puntos de Quantum para el Análisis Multiplexado

La capacidad del QDs para el análisis multiplexado de cuatro toxinas fue demostrada por Goldman y los compañeros de trabajo [83] usando cuatro diverso QDs que tenía diversas longitudes de onda de la emisión en un immunoensayo del bocadillo con una única fuente de la excitación. Semejantemente, dos diverso QDs fueron empleados espectral por Makrides y los compañeros de trabajo [84] para la detección de dos proteínas en un análisis occidental de la mancha blanca /negra. La aproximación multiplexada sería de importancia extrema en la detección de los diversos biomarkers del cáncer presentes en el sitio apuntado del tumor.

Puntos Uno mismo-Illuminating de Quantum para in vivo la Proyección De Imagen

Recientemente, fue demostrada por el grupo de Jianghong Rao en la proyección de imagen de StanfordUniversityin vivo [69]. El grupo desarrolló una variante de la ocho-mutación del luciferase de los reniformis de Renilla (Luc8) que es más estable en suero y ha mejorado eficiencia catalítica. Luc8 fue conjugado a QD polímero-revestido 655 del shell de la base de CdSe/ZnS para hacer las conjugaciones uno mismo-illuminating del QD que empleaban 1 crosslinker del clorhidrato del carbodiimide de ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) (EDC). Así, las conjugaciones del QD formadas eran uno mismo-illuminating pues ellas luminesce por transferencia de energía de resonancia de la bioluminiscencia (BRET) en ausencia de la excitación externa. BRET es un proceso en el cual la energía se transfiere non-radiatively de una proteína dispensadora de aceite luminescente tal como luciferase a una proteína fluorescente del validador cerca [69, 85-87]. Dio lugar a sensibilidad grandemente aumentada en la pequeña proyección de imagen animal comparada al QDs existente. Una de las ventajas más grandes de QDs para in vivo la proyección de imagen es que sus longitudes de onda de la emisión se pueden sintonizar en el espectro del infrarrojo cercano ajustando su talla, así dando por resultado los fluorophores photostable altamente estables en almacenadores intermediaros biológicos. Esto es debido al hecho de que la proyección de imagen óptica del tejido profundo es la mejor de espectro del infrarrojo cercano pues la Difusión de Rayleigh disminuye con el aumento de longitud de onda y los cromóforos mayores en los animales es decir hemoglobina y agua tienen condiciones atmosféricas mínimas locales en la amortiguación en este espectro. Los Anticuerpos contra los biomarkers del cáncer que se detectarán estuvieron limitados al complejo QD-Luc8 usando el EDC. El complejo resultante de QD-Luc8-Antibody formado fue inyectado en un ratón cacerígeno intravenoso a través de la vena de la cola para la detección de los biomarkers del cáncer. El ratón después fue anestesiado y transferido en el compartimiento opaco. Posteriormente, después de algunos minutos, el substrato para es decir el coelenterazine Luc8 fue inyectado intravenoso y las imágenes in vivo bioluminiscentes fueron tomadas.

El Punto de Quantum Basó el Sistema de Envío de la Droga Para Apuntar al Cáncer

Shuming Nie y compañeros de trabajo [35] modificó el QD original de CdSe con una capa impermeable de polímero que previno escaparse fuera de los iones altamente tóxicos del cadmio de la conjugación del QD y con tal que de medios químicamente de asociar el tumor-alcance de las moléculas y de las funciones de la salida de la droga a la conjugación del QD. El grupo está trabajando en el revelado de un sistema de envío de la droga apuntado a las células cancerosas. Está desarrollando a QDs conjugado a los péptidos o a los anticuerpos para apuntar las células humanas del tumor que crecen en ratones. QDs sería sintonizado para irradiar en la región infrarroja para prevenir daño tisular de las emisiones de la energía de QDs. QDs conjugó al péptido/a los anticuerpos específicos contra la etiqueta de plástico del cáncer en la superficie de las células cancerosas de la meta sería hecho para release/versión la droga solamente cuando estaba golpeado con la luz laser. Esto permitiría el mando de las células que recibirán la toxina, los efectos secundarios así que disminuyen. Hay también esfuerzos en curso del grupo de ampliar la longitud de onda de la fluorescencia del QDs encima de 900 nanómetro puesto que hay apenas cualquier biomolécula que emitan encima de esta longitud de onda.

El Estado Actual de

Hoy con la ayuda de tecnología del QD, los investigadores del cáncer son capaces de observar las acciones moleculares fundamentales el ocurrir en las células del tumor. Esto ha sido hecha posible siguiendo su trayectoria el QDs de diversas tallas y así de diversos colores, marcado con etiqueta a diversos biomoleules múltiples, in vivo por microscopia fluorescente. La tecnología del QD lleva a cabo un gran potencial para las aplicaciones por ejemplo en nanobiotecnología y los diagnósticos médicos donde QDs se podría utilizar como escrituras de la etiqueta. Pero todavía el uso de QDs en seres humanos requiere la investigación extensa determinar los efectos a largo plazo de administrar QDs.

Aplicaciones Futuras de los Puntos de Quantum en Diagnosis y el Tratamiento del Cáncer

Los Investigadores han comenzado la exploración de QDs apenas a partir de las dos décadas pasadas. El campo todavía está en su infancia pero ha cautivado los científicos y a los representantes técnicos debido a las propiedades ópticas y electrónicas únicas de QDs. QDs ha revolucionado el campo de la proyección de imagen molecular. Los años próximos considerarían sus aplicaciones potenciales en diversos campos. Una de las áreas mayores del impacto es seguramente la proyección de imagen intracelular de células vivas. La tecnología proporcionará a nuevos discernimientos en la comprensión de la patofisiología del cáncer, y en proyección de imagen y el blindaje de tumores. QDs será definitivamente uno de los componentes de los nanodevices multifuncionales previstos que pueden detectar el tejido enfermo, proporcionar al tratamiento y señalar progreso en tiempo real.

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Deptt. De la Biotecnología

Sec 14, Chandigarh la India de la Universidad de Panjab

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División Biomolecular de la Electrónica y de la Nanotecnología

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Neuroengineering y Grupo de la Nanobiotecnología

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Date Added: Sep 13, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 09:53

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