OARS - Open Access Rewards System
DOI : 10.2240/azojono0113

Examen des Technologies de Point de Quantum pour le Dépistage du Cancer et la Demande De Règlement

Sandeep Kumar Vashist, Rupinder Tewari, Mémoire Vive Prakash Bajpai, Lalit Mohan Bharadwaj et Roberto Raiteri

Droit d'auteur AZoM.com Pty Ltd.

C'est un article Azoïque de Système de Récompenses d'Accès Ouvert (Azo-AVIRONS) distribué en vertu des Azo-AVIRONS http://www.azonano.com/oars.asp

Soumis : 29 juillet 2006

Posté : 13 septembre 2006

Sujets Couverts

Résumé

Introduction

Points de Quantum dans le Diagnostic Précoce du Cancer

Avantages des Points Minéraux de Quantum au-dessus de Fluorophores Organique

Technologie de Point de Quantum

Synthèse des Points de Quantum

Propriétés et Applications des Points de Quantum

Franchissement de la Nature Toxique des Points de Quantum

Comportement de Clignotement des Points de Quantum

Effet de Functionalization Extérieur sur les Propriétés Optiques des Points de Quantum

Système de Mesure pour Observer et Cheminer des points de Quantum

Point Actif et Passif de Quantum Visant des Mécanismes

Conditions Profondes de Représentation de Tissu

Démontage des Points de Quantum des Cellules Vivantes

Applications Possibles des Points de Quantum dans le Diagnostic et la Demande De Règlement de la Maladie

Conjugaison des Biomolécules aux Points de Quantum

Stratégies Pour Modifier des Biomolécules

Effets des Points de Quantum sur des Rôles Biologiques des Biomolécules

Avances en Technologie de Point de Quantum pour le Diagnostic du Cancer

Conjugués de Point-Peptide de Quantum Affichés aux Cellules Tumorales d'Objectif

Points de Quantum Capables recenser les Cellules de Cancer du Sein Sous Tension

Quantum Multifonction Pointille Simultanément des Tumeurs d'Objectif et d'Image chez les Animaux Vivants

Près des Points Infrarouges de Quantum pour le Mappage de Ganglion Lymphatique de Sentinelle

Points de Quantum pour l'Analyse Multiplexée

Points Auto-Illuminating de Quantum pour in vivo la Représentation

Système de Distribution Basé de Médicament de Point de Quantum Pour Viser le Cancer

L'État Actuel du Jeu

Futures Applications des Points de Quantum dans le Diagnostic et la Demande De Règlement de Cancer

Références

Détails des Contacts

Les points de tranche de temps de Semi-conducteur (QDs) sont des nanoparticles qui ont attiré l'intérêt répandu pour la biologie et le médicament dû à leurs seules propriétés optiques et électroniques. Ces propriétés, particulièrement leur tendance réduite au photobleach et la dépendance de leur longueur d'onde de fluorescence à l'égard leur taille, les rendent adaptés pour que les applications de sondage fluorescentes trouvent des biomarqueurs de cancer in vitro et in vivo en cellules/tissus/corps entier. Il y a intérêt considérable parmi des chercheurs dus aux développements récents dans la technologie de DISTANCE DE SÉCURITÉ. QDs ont été encapsulés en polymères amphiphilic et bondissent aux ligands de tumeur-désignation d'objectifs et dopent des vésicules d'accouchement pour la désignation d'objectifs, la représentation et des cellules tumorales de traitement. Des efforts Actuels sont concentrés sur explorer les capacités massives de multiplexage du QDs pour le dépistage simultané des biomarqueurs de cancer multiple dans des analyses de sang et des biopsies de tissu cancéreux. Ces avances en technologie de DISTANCE DE SÉCURITÉ se sont démêlées beaucoup d'informations sur les événements moléculaires dans les cellules tumorales et le diagnostic précoce du cancer.

Points de Quantum dans le Diagnostic Précoce du Cancer

L'examen critique Précoce du cancer est tout désirables que la plupart des tumeurs sont détectables seulement quand elles atteignent une certaine taille quand elles contiennent des millions de cellules qui ont pu avoir déjà métastasée. Les techniques diagnostiques Actuel utilisées telles que l'imagerie médicale, la biopsie de tissu et l'analyse bioanalytical des liquide organiques par l'analyse d'immunosorbent jointe par enzyme (ELISA) sont insuffisamment sensibles et particulières pour trouver la plupart des types de cancers de stade précoce. D'ailleurs, ces analyses sont de main-d'oeuvre, longues, chères et n'ont pas la capacité de multiplexage. D'autre part, le dépistage basé de DISTANCE DE SÉCURITÉ est examen critique rapide de activation rapide, facile et économique de remarque-de-soins des repères de cancer. QDs ont de seules propriétés qui leur effectuent l'idéal pour trouver des tumeurs. Celles-ci comprennent la fluorescence forte et stable pendant un plus long temps ; résistance à photobleaching [1-5], à de grands coefficients d'extinction molaires, et à dépistage extrêmement sensible dû à leur capacité d'absorber et émettre la lumière très efficacement. En Raison de leur grand taux extérieur de zone-à-volume, une seule DISTANCE DE SÉCURITÉ peut être conjuguée aux molécules variées, de ce fait effectuant QDs lançant un appel pour l'emploi en concevant des nanostructures multifonction plus complexes. Des types Variés de biomarqueurs tels que des protéines, des séquences particulières d'ADN ou d'ARNm et des cellules tumorales de diffusion ont été recensés pour le diagnostic de cancer des échantillons de sérum. Par Conséquent, l'élan multiplexé basé de DISTANCE DE SÉCURITÉ [1] pour l'identification simultanée de beaucoup de biomarqueurs mènerait à un diagnostic plus pertinent de cancer. QDs ont été en covalence liés aux biomolécules variés tels que des anticorps, des peptides, des acides nucléiques et d'autres ligands pour les applications de sondage de fluorescence [6-19]. Certaines des applications de QDs dans la biologie [20-32] avec leur potentiel énorme pour la représentation moléculaire [33-37] ont été déjà explorées.

Avantages des Points Minéraux de Quantum au-dessus de Fluorophores Organique

Comparé aux fluorophores organiques traditionnels utilisés pour la fluorescence étiquetant dans des expériences biologiques, QDs minéral ont des applications plus larges dues à leur de haute résistance de photobleaching, qui active la visualisation du matériau biologique pendant un plus long temps. Fluorophores sont extrêmement sensible à leur environnement local et peuvent subir photobleaching, un procédé irréversible de photo-oxydation qui les rend non fluorescentes. C'est la limitation principale pour toutes les études dans lesquelles on doit observer la structure étiquetée fluorophore a étendu des laps de temps. Fluorophores peut être optiquement excité seulement dans une marge étroite des longueurs d'onde et l'émission fluorescente est également limitée à un certain domaine des longueurs d'onde. Considérant Que QDs peut être excité avec une source lumineuse unique ayant la longueur d'onde plus courte que la longueur d'onde de la fluorescence. Les spectres de fluorescence de QDs sont étroit, symétrique et n'ont aucun arrière rouge comme observé dans les fluorophores. Des couleurs Variées peuvent être observées et discernées sans n'importe quelle superposition spectrale. Par Conséquent, l'écriture de labels en couleurs de différentes structures avec QDs de différentes couleurs est devenue possible. Cet élan multiplexé [3, 38-40] est d'intérêt grand pour des applications étendues telles que le diagnostic de la maladie et l'accouchement de médicament.

La zone de QDs est de multidisciplinaire pendant que les personnes de la chimie, de la physique, de la biologie et du médicament différents de domaines scientifiques c.-à-d. travaillent ensemble pour armer leur potentiel. Leur emploi pour le dépistage et la demande de règlement du cancer est une telle application qui est d'importance primordiale.

Technologie de Point de Quantum

QDs sont des nanocrystals minéraux de semi-conducteur ayant le diamètre particulier entre 2-8 nanomètre qui possèdent de seules propriétés luminescentes. Elles se composent généralement d'atomes des groupes II et VI des éléments (par exemple CdSe et CdTe) ou des groupes III et V des éléments (par exemple INP et InAs) de la table périodique. Leurs cotes matérielles sont plus petites que le radius de Bohr d'exciton [1] cela aboutit au confinement de tranche de temps l'effet, qui est responsable de leurs seules propriétés optiques et électroniques.

Synthèse des Points de Quantum

QDs de haute qualité ont été synthétisés par les élans variés [41-43]. Mais habituellement leur synthèse est effectuée dans les solvants organiques tels que le toluène ou le chloroforme à températures élevées en présence des surfactants. Mais les particules surfactant-enduites ne sont pas solubles dans l'eau car elles ont le groupe polaire de tête de surfactant fixé au noyau minéral de la DISTANCE DE SÉCURITÉ et le réseau hydrophobe dépassant dans le solvant organique. Habituellement, toutes les expériences avec des cellules concernent les matériaux solubles dans l'eau. Par Conséquent, des stratégies variées ont été développées pour les rendre solubles dans l'eau, où l'un ou l'autre la couche de surfactant est remplacée ou vêtue par la couche supplémentaire telle que les polymères hydrophiles ou amphipathiques [44-45]. La couche hydrophobe de surfactant est remplacée par des molécules de ligand transportant les groupes fonctionnels à une extrémité qui grippent sur la surface de DISTANCE DE SÉCURITÉ, et les groupes hydrophiles à l'autre extrémité qui rendent le QDs soluble dans l'eau. L'emploi des polymères amphiphilic comme couche supplémentaire sur la surface de DISTANCE DE SÉCURITÉ a été également enregistré [38, 46-48]. L'arrière hydrophobe du polymère réagit avec la couche hydrophobe de surfactant sur la surface de DISTANCE DE SÉCURITÉ attendu que les groupes hydrophiles du polymère sur l'extrémité externe transmettent la solubilité dans l'eau. QDs ont été également encapsulés en micelles de phospholipide [8] pour les rendre solubles dans l'eau.

Propriétés et Applications des Points de Quantum

Le système de DISTANCE DE SÉCURITÉ le plus utilisé généralement est le noyau intérieur de semi-conducteur de CdSe a enduit de la coquille de ZnS. La shell de ZnS est responsable de la stabilité chimique et optique du noyau de CdSe. QDs peut être effectué pour émettre la lumière fluorescente dans l'ultra violet au spectre infrarouge juste en variant leur taille. La longueur d'onde de la fluorescence de la DISTANCE DE SÉCURITÉ dépend de son domaine d'énergie (c.-à-d. la différence entre l'état fondamental enthousiaste et) qui est déterminé par la taille de la DISTANCE DE SÉCURITÉ [49-52]. QDs ont la raie spectrale étroite largeurs, niveaux très élevés de brilliance, grands coefficients d'absorption en travers d'un domaine spectral large, photostability élevé et capacité de dépistage multiplexé. Ils sont très lumineux et stables même dans les conditions complexes qui les rendent adaptées pour la représentation moléculaire et cellulaire avancée, accouchement de médicament et pour les essais biologiques extrêmement sensibles et les diagnostics [53-54]. La représentation en temps réel Extrêmement sensible avec une définition plus grande et le cheminement des molécules uniques de récepteur sur la surface des cellules vivantes ont été rendus possible par les bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ [13, 55]. Des applications Variées des points de tranche de temps sont indiquées sur le schéma 1. Dans la plupart des points de droit, des conjugués fonctionnels de DISTANCE DE SÉCURITÉ pour le dépistage du cancer se composent de noyau de semi-conducteur (CdSe, CdTe) ; une shell supplémentaire telle que ZnS dans le cas de CdSe QDs ayant un écartement de bande plus élevé que CdSe pour augmenter le rendement de tranche de temps ; une couche hydrophile soluble dans l'eau ; et, anticorps functionalized ou d'autres biomolécules complémentaires aux repères de cancer d'objectif aux sites tumoraux.

AZoJono - Le Tourillon AZOÏQUE des Applications en Ligne de Nanotechnologie des points de tranche de temps

Applications des points de Quantum.

Franchissement de la Nature Toxique des Points de Quantum

Le QDs indigène composé des nanoparticles de semi-conducteur sont toxique en nature. On l'a observé que CdSe QDs sont hautement toxique aux cellules exposées à l'UV pendant un plus long temps [56] car l'UV dissout le CdSe, relâchant de ce fait les ions toxiques de cadmium. Cependant, QDs polymère-enduit sont non-toxique faute d'UV comme expliqué par in vivo les études [48]. On lui a également affiché que le QDs micelle-encapsulé injecté dans l'embryon de grenouille n'a pas affecté son développement [8]. Par Conséquent, QDs sont normalement encapsulés à l'intérieur de la couche externe des polymères amphiphilic [57-58] pour les rendre solubles dans l'eau et résistants à la dégradation chimique ou enzymatique. Ils sont type synthétisés dans les solvants organiques tels que l'oxyde de tri n octyle phosphine (TOPO) [59-62] et le hexadecylamine, ayant de longs réseaux alkyliques et remarques à haute ébullition, pour éviter la formation des agrégats. Pendant les années récentes, il y a eu un développement grand pour modifier la chimie extérieure de QDs pour les rendre solubles dans l'eau [63-64]. Le plus généralement, QDs sont liés au polyéthylène glycol (ANCRAGE) ou aux ligands assimilés pour les rendre biocompatibles et pour réduire le grippement non spécifique. Ils sont rendus particuliers au site d'objectif en les conjuguant aux ligands variés de bioaffinity tels que les peptides, les anticorps, les oligonucléotides Etc. utilisant différentes stratégies. Un schéma possible du bioconjugate de DISTANCE DE SÉCURITÉ pour le dépistage de la cellule tumorale que des biomarqueurs est affichés sur le schéma 2. la Figure 3 décrit en bref les phases variées de la technologie de DISTANCE DE SÉCURITÉ pour in vivo le diagnostic du cancer.

AZoJono - Le Tourillon AZOÏQUE de la Nanotechnologie En Ligne - QDs Multifonction habituellement utilisé pour viser des cellules tumorales. QDs sont conjugués au détail varié de ligands d'affinité (peptide, anticorps, inhibiteur, médicament Etc.) pour les biomarqueurs de cellule tumorale

QDs Multifonction habituellement utilisé pour viser des cellules tumorales. QDs sont conjugués au détail varié de ligands d'affinité (peptide, anticorps, inhibiteur, médicament Etc.) pour les biomarqueurs de cellule tumorale.

AZoJono - Le Tourillon AZOÏQUE de la Nanotechnologie En Ligne - phases Variées en utilisant QDs pour in vivo le diagnostic du cancer. (a) Formation des bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ, (b) Injection intraveineuse des bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ dans la souris, (c) désignation d'objectifs Active des cellules tumorales par des bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ.

Phases Variées en utilisant QDs pour in vivo le diagnostic du cancer. (a) Formation des bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ, (b) Injection intraveineuse des bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ dans la souris, (c) désignation d'objectifs Active des cellules tumorales par des bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ.

Comportement de Clignotement des Points de Quantum

Nirmal et autres [65] a découvert pour la première fois que QDs affiche une émission marche-arrêt intermittente de comportement de clignotement c.-à-d. sur l'excitation continue, qui a été attribuée Pour Percer l'ionisation [65-66]. Le principe de ce comportement n'est pas bon compris même aujourd'hui. Mais c'est une préoccupation seulement quand un signe de DISTANCE DE SÉCURITÉ individuelle est exigé pendant l'analyse telle que des applications de cytométrie de flux. En pareil cas, il peut être possible que l'émission de la DISTANCE DE SÉCURITÉ individuelle pourrait être hors d'en raison mener de ce fait de clignotement de ` de' aux disparus du signe au détecteur. Mais généralement dans la plupart des applications comme dans des analyses cellulaires, il y a plus d'une DISTANCE DE SÉCURITÉ concernée et même si un certain QDs clignotent, d'autres donnent le signe pour le dépistage final et ainsi, aucun signe ne sera manqué par le détecteur. Une voie de contrecarrer le rendement de tranche de temps réduit dû au clignotement est d'élever une shell de quelques couches atomiques d'un matériau avec un plus grand écartement de bande sur le noyau de DISTANCE DE SÉCURITÉ.

Effet de Functionalization Extérieur sur les Propriétés Optiques des Points de Quantum

Les études Principales ont indiqué que la luminescence de la DISTANCE DE SÉCURITÉ est beaucoup sensible aux procédures extérieures de functionalization comme interactions de la molécule avec la modification de la surface de la DISTANCE DE SÉCURITÉ les frais extérieurs sur la DISTANCE DE SÉCURITÉ [67]. Mais plusieurs des applications de sondage basées de DISTANCE DE SÉCURITÉ sont basées sur le changement de la fluorescence de la DISTANCE DE SÉCURITÉ après l'interaction des molécules d'analyte d'objectif avec les biomolécules functionalized sur la surface de DISTANCE DE SÉCURITÉ. On a bien signalé que le functionalization extérieur de QDs améliore leur solubilité. Mais il pourrait réduire leur rendement quantique aussi bien. Ceci a expliqué dans le cas de QDs traité à l'acide meracptoacetic où le rendement quantique était réduit rigoureusement [7, 63]. Mais les points de tranche de temps functionalized par protéine tendent à maintenir leur rendement quantique et à offrir une plus longue durée de conservation. Ils peuvent également encore functionalized avec les groupes fonctionnels multiples [7] sans diminuer leur rendement quantique.

Système de Mesure pour Observer et Cheminer des points de Quantum

QDs Unique peut être observé et cheminé pour une durée plus grande de temps jusqu'à quelques heures avec la microscopie confocale, la microscopie totale de réflexion interne ou la microscopie d'epifluorescence. Le plan de la représentation fluorescente utilisant QDs en tant que des étiquettes et sa mesure a été décrit par Gao et autres [68] et Tellement et autres [69]. Gao a et autres utilisé un système du corps entier de macro-instruction-illumination avec la représentation spectrale longueur d'onde-resolved, qui permet le dépistage élevé de sensibilité des cibles moléculaires in vivo. Tellement et autres a également utilisé le système spectral longueur d'onde-resolved de représentation ayant un logiciel qui a séparé l'autofluorescence des signes de point de tranche de temps.

Point Actif et Passif de Quantum Visant des Mécanismes

Des bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ peuvent être fournis aux tumeurs in vivo par l'active et le passif visant des mécanismes bien que la désignation d'objectifs passive soit beaucoup plus lente et moins efficace que la désignation d'objectifs active. Dans le mécanisme de désignation d'objectifs passif, les bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ s'accumulent préférentiellement aux sites tumoraux dus à l'effet amélioré de perméabilité et de retenue [70-72]. Cet effet peut être attribué aux faits que les tumeurs angiogéniques (i) produisent les facteurs de croissance endothéliaux vasculaires, qui sont responsables de la perméabilité améliorée, (ii) manque un système de drainage lymphatique pertinent, qui a comme conséquence l'accumulation de bioconjugates de DISTANCE DE SÉCURITÉ. D'autre part, dans le mécanisme de désignation d'objectifs actif, QDs anticorps-conjugué sont utilisés où l'anticorps obtient fixé à leurs biomarqueurs particuliers de tumeur tels que l'antigène particulier de membrane de prostate actuel sur les cellules tumorales au site d'objectif.

Conditions Profondes de Représentation de Tissu

On lui a affiché que la représentation profonde de tissu exige l'utilisation de la lumière loin-rouge et de proche-infrared [73]. Ceci rend nécessaire l'emploi de QDs proche-infrared-émettant pour augmenter la sensibilité de représentation de tumeur comme pics d'absorption principaux de sang et l'eau [74] ne gênerait pas dans cette région.

Démontage des Points de Quantum des Cellules Vivantes

L'habilitation de QDs des animaux vivants et une leur attention particulière et étude approfondie des demandes de métabolisme avant la technologie peut être utilisée chez l'homme pour le diagnostic et la demande de règlement du cancer. La seule voie de l'habilitation de QDs protégé du fuselage est par filtration et excrétion lentes par le rein car la panne chimique ou enzymatique est hautement peu probable.

Applications Possibles des Points de Quantum dans le Diagnostic et la Demande De Règlement de la Maladie

Proche le futur verra beaucoup d'applications possibles de QDs dans le domaine du diagnostic et de la demande de règlement de la maladie basés sur les progrès récents en technologie de DISTANCE DE SÉCURITÉ et intérêt énorme parmi des chercheurs.

Conjugaison des Biomolécules aux Points de Quantum

Stratégies covalentes et non-covalentes Variées (suivant les indications du schéma 4) ont été développés pour les biomolécules de conjugaison tels que des protéines et des anticorps au QDs. Des Biomolécules peuvent être liés en covalence utilisant les éditeurs absolus [1, 6, 8, 17, 38, 44, 64, 75-77], qui réticulent les groupes fonctionnels tels que - COOH, - le NH2 ou - le présent SH sur la surface de DISTANCE DE SÉCURITÉ aux groupes fonctionnels présents sur les biomolécules. De Nos Jours, les chimies variées de conjugaison sont disponibles pour modifier des biomolécules pour avoir les groupes fonctionnels exigés.

Stratégies Variées pour les anticorps/protéines de conjugaison à QDs.

Stratégies Pour Modifier des Biomolécules

Une stratégie utilise le ′ de N-éthyle-n - le carbodiimide (3-diethylaminopropyl) (DATE D'ACHÈVEMENT PRÉVUE) comme heterocrosslinker, qui réticule le groupe de carboxylate du QDs au groupe d'amine des protéines. Cette méthode n'exige aucune modification chimique des protéines comme la plupart des protéines contiennent l'amine primaire.

Une Autre stratégie est basée sur le couplage maleimide-assisté d'ester actif de l'amine et des groupes sulfhydryliques. Mais cette méthode a une limitation que les groupes sulfhydryliques libres, qui sont instables en présence de l'oxygène, sont rarement trouvé dans les biomolécules indigènes. Récent 46] polymère amphiphilic preactivated utilisé de Pellegrino et autres [contenant les ensembles multiples d'anhydride, qui sont hautement réactifs vers les amines primaires, pour les protéines obligatoires à QDs. Cette méthode a des applications possibles pour effectuer le système de distribution supporté de médicament car les polyanhydrides sont les polymères biodégradables. Mais des stratégies pour le grippement avec précision réglé et installé des biomolécules à QDs a pour avoir été beaucoup explorées. Goldman et autres [78] a utilisé une protéine de fusion pour l'immunoglobuline G obligatoire (IgG) à QDs. La protéine de fusion a eu a franchement - domaine chargé de tirette de leucine qui bondissent électrostatiquement au négativement - QDs chargé et un domaine de protéine G qui bondissent à la région de la constantec F de l'IgG laissant de ce fait la région de F (′ d'ab2 ) libre pour le grippement d'antigène. Une technique basée sur la désignation d'objectifs des parties Ni-nitriloacetic acides contre des motifs de hexahistidine, comme utilisés en cas de teintures [79], peut être utilisée pour gripper les biomolécules hexahistidine-étiquetés à QDs utilisant l'acide nickel-nitrilotriacétique (Ni-NTA) comme chélateur. Gao et son groupe chez Emory UniversityUSA

Effets des Points de Quantum sur des Rôles Biologiques des Biomolécules

On lui a affiché que dans de nombreux cas, la conjugaison des biomolécules à QDs ne change pas la capacité obligatoire des biomolécules en leurs 13, 17, 38, 55, 58-59 64 particuliers des récepteurs [6, 8-9, 76-77, 80-81] et leur rôle biologique. Kloepfer et autres [77] ont observé que la conjugaison de QDs à la transferrine n'a pas affecté le fonctionnement de protéine. Dahan et autres [82] ont également observé que le grippement de QDs aux récepteurs liés par membrane n'a exercé aucun effet sur le comportement de diffusion des récepteurs dans des membranes. Cependant, il y a peu de signaler que QDs pourrait affecter les rôles biologiques des biomolécules tels que l'affinité obligatoire de la sérotonine de neurotransmetteur aux protéines de sérotonine-tambour de chalut [14]. Ceci peut être dû à l'obstacle stérique du QDs. Des études Détaillées sont requises vérifier les effets possibles de QDs sur les rôles biologiques des biomolécules.

Avances en Technologie de Point de Quantum pour le Diagnostic du Cancer

Dans les stades précoces, QDs ont été utilisés pour plusieurs applications de représentation au lieu des teintures organiques. Mais le potentiel énorme de ces matériaux a été réalisé quand on l'a observé qu'elles ont continué à émettre la lumière fluorescente forte pendant des semaines. C'était un progrès technologique important pour la représentation microscopique, qui a aidé en dévoilant beaucoup de processus cellulaires. Aux stades de développement ultérieurs, les chercheurs ont développé un grand intérêt dans la technologie de DISTANCE DE SÉCURITÉ et ont commencé à explorer leurs applications dans différentes zones. QDs Différent composé de même matériau mais de différentes tailles avait été effectué, qui peuvent produire de différentes couleurs après lancement par la lumière d'une longueur d'onde unique. On l'a alors expliqué que QDs a étiqueté avec des biomolécules tels que des anticorps, des peptides qu'Etc. peut être utilisé pour trouver les molécules particulières sur la surface ou l'intérieur de cellules la cellule.

Conjugués de Point-Peptide de Quantum Affichés aux Cellules Tumorales d'Objectif

L'utilisation des conjugués de Distance de sécurité-peptide de viser des réseaux vasculaires de tumeur in vivo a été enregistrée par Akerman et collègues [58]. Ils ont utilisé CdSe QDs ZnS-recouvert et ont affiché que les capacités de désignation d'objectifs de QDs ont enduit de différents peptides. QDs a enduit d'un peptide de poumon-désignation d'objectifs accumulé dans les poumons des souris après injection intraveineuse. Le peptide a obtenu la limite à la dipeptidase de membrane sur les cellules endothéliales dans des vaisseaux sanguins de poumon. Dans le deuxième cas, QDs a enduit d'un peptide de désignation d'objectifs obtenu attaché aux vaisseaux sanguins et aux cellules tumorales dans certaines tumeurs. Dans le troisième cas, QDs a enduit d'un peptide de désignation d'objectifs obtenu attaché aux récipients lymphatiques et aux cellules tumorales. Le groupe a également affiché cela ajoutant l'ANCRAGE à la couche externe de l'accumulation non sélective évitée par QDs de QDs en tissus réticulo-endothéliaux.

Points de Quantum Capables recenser les Cellules de Cancer du Sein Sous Tension

Une équipe de recherche de Quantum Dot Corporation et Genentech prouvé le potentiel de QDs de recenser les cellules de cancer du sein sous tension [38] qui sont susceptibles de répondre à un médicament anticancéreux. Ils ont utilisé QDs lié à l'immunoglobuline G (IgG) et au streptavidin pour étiqueter le repère du cancer Her2 actuel sur la surface des cellules de cancer du sein sous tension et ont également exploré la technologie de DISTANCE DE SÉCURITÉ pour l'écriture de labels simultanée de Her2 sur la surface de cellules et au noyau. Les chercheurs ont simultanément trouvé deux objectifs cellulaires avec une longueur d'onde unique d'excitation prouvant de ce fait que QDs c.-à-d. QDs coloré différent de différentes tailles mais des mêmes matériaux pourrait être employé ensemble pour discerner différentes parties d'une cellule aboutissant de ce fait à multiplexer le dépistage d'objectif.

Quantum Multifonction Pointille Simultanément des Tumeurs d'Objectif et d'Image chez les Animaux Vivants

Gao et les collègues ont enregistré QDs multifonction pour la désignation d'objectifs et la représentation simultanées des tumeurs chez les animaux vivants [68]. Le conjugué Hautement stable de DISTANCE DE SÉCURITÉ s'est composé d'un copolymère amphiphilic de triblock (pour in vivo la protection), visant des ligands (pour la reconnaissance d'antigène de tumeur), et des molécules multiples d'ANCRAGE (pour le biocompatibility et la circulation améliorés). In vivo le comportement des sondes de DISTANCE DE SÉCURITÉ a été surveillé par microscopie de partie de tissu et représentation spectrale d'entier-animal. Des conjugués de DISTANCE DE SÉCURITÉ ont été injectés en intraveineuse chez les souris. On l'a observé qu'ils accumulés aux sites tumoraux visés par le mécanisme de désignation d'objectifs passif, dû à la nature inétanche des vaisseaux sanguins de tumeur, et du mécanisme de désignation d'objectifs actif, dû à l'interaction d'enduit conjugué de DISTANCE DE SÉCURITÉ avec de l'anticorps tumeur-particulier avec le marqueur tumoral. Gao et les collègues ont également utilisé QDs pour étiqueter les cellules particulières dans la culture et on l'a observé qu'au cours d'un petit laps de temps, QDs accumulé aux noyaux de cellules. Ainsi, les cellules traitées ayant QDs peuvent être cheminées à l'intérieur de l'animal vivant après avoir été inoculé en vertu de leur fluorescence.

Près des Points Infrarouges de Quantum pour le Mappage de Ganglion Lymphatique de Sentinelle

Kim et les collègues [34] ont exploré l'installation de l'utilisation près de QDs infrarouge émettant à 850 le nanomètre pour le mappage de ganglion lymphatique de sentinelle, une procédure importante pour le dépistage d'errer des cellules cancéreuses dans le ganglion lymphatique le plus proche de l'organe affecté. QDs a injecté en intradermique dans les souris sous tension ont été suivis dans même le jusqu'à 1 cm en temps réel ci-dessous la peau dans le ganglion lymphatique de sentinelle. Ce développement était une découverte importante car la taille de l'incision exigée pour retirer le ganglion lymphatique de sentinelle était réduite sans utilisation des radiolabels. Les Chercheurs essayent d'utiliser QDs pour la demande de règlement du cancer. Une possibilité est l'irradiation de QDs par les Rayons X/lumière infrarouge, qui fourniraient la chaleur à la tumeur et apoptose de déclencheur/a programmé la mort cellulaire.

Points de Quantum pour l'Analyse Multiplexée

La capacité du QDs pour l'analyse multiplexée de quatre toxines a été expliquée par Goldman et collègues [83] utilisant quatre QDs différent ayant différentes longueurs d'onde d'émission dans un dosage immunologique de sandwich avec une source unique d'excitation. De Même, deux spectralement QDs différent ont été utilisés par Makrides et collègues [84] pour le dépistage de deux protéines dans une analyse occidentale de tache. L'élan multiplexé serait d'importance extrême dans le dépistage des biomarqueurs variés de cancer actuels au site tumoral visé.

Points Auto-Illuminating de Quantum pour in vivo la Représentation

Récent, elle a été expliquée par le groupe de Jianghong Rao à la représentation de StanfordUniversityin vivo [69]. Le groupe a développé une variante de huit-mutation du luciferase de reniformis de Renilla (Luc8) qui est plus stable en sérum et a amélioré l'efficience catalytique. Luc8 a été conjugué à la DISTANCE DE SÉCURITÉ 655 polymère-enduite de shell de noyau de CdSe/ZnS pour effectuer les conjugués auto-illuminating de DISTANCE DE SÉCURITÉ utilisant 1 éditeur absolu du chlorhydrate de carbodiimide d'ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) (DATE D'ACHÈVEMENT PRÉVUE). Ainsi, les conjugués de DISTANCE DE SÉCURITÉ formés étaient auto-illuminating en tant qu'eux luminesce par le transfert d'énergie de résonance de bioluminescence (BRET) faute d'excitation externe. BRET est un procédé dans lequel de l'énergie est transférée non-radiatively à partir d'une protéine de distributeur électroluminescente telle que le luciferase à une protéine fluorescente d'accepteur tout près [69, 85-87]. Il a eu comme conséquence la sensibilité grand améliorée dans la petite représentation animale comparée au QDs existant. Un des avantages les plus grands de QDs pour in vivo la représentation est que leurs longueurs d'onde d'émission peuvent être ajustées dans tout le spectre de proche-infrared en réglant leur taille, ainsi ayant pour résultat les fluorophores photostable hautement stables dans les tampons biologiques. C'est dû au fait que la représentation optique de tissu profond est la meilleure en spectre de proche-infrared car la Diffusion de Rayleigh diminue avec l'augmentation de la longueur d'onde et les chromophores principaux chez les animaux c.-à-d. hémoglobine et eau ont des minimum locaux dans l'absorption en ce spectre. Des Anticorps contre les biomarqueurs de cancer à trouver ont été liés au composé QD-Luc8 utilisant la DATE D'ACHÈVEMENT PRÉVUE. Le composé donnant droit de QD-Luc8-Antibody formé a été injecté chez une souris cancéreuse en intraveineuse par la veine d'arrière pour le dépistage des biomarqueurs de cancer. La souris a été alors anesthésiée et transférée dans la cavité serrée légère. Ultérieurement, après quelques minutes, le substrat pour c.-à-d. le coelenterazine Luc8 a été injecté en intraveineuse et les images in vivo bioluminescentes ont été prises.

Système de Distribution Basé de Médicament de Point de Quantum Pour Viser le Cancer

Shuming Pays Récemment Industrialisé et collègues [35] a modifié la DISTANCE DE SÉCURITÉ initiale de CdSe avec une couche imperméable de polymère qui a évité la fuite hors des ions hautement toxiques de cadmium du conjugué de DISTANCE DE SÉCURITÉ et si de moyens de fixer chimiquement tumeur-viser des molécules et la fonctionnalité d'accouchement de médicament au conjugué de DISTANCE DE SÉCURITÉ. Le groupe travaille au développement d'un système de distribution de médicament visé aux cellules cancéreuses. Il développe QDs conjugué aux peptides ou aux anticorps pour viser les cellules tumorales humaines s'élevant chez les souris. QDs serait ajusté pour rayonner dans la région infrarouge pour éviter des lésions tissulaires des émissions d'énergie de QDs. QDs a conjugué au peptide/aux anticorps particuliers contre le cancer que le repère sur la surface des cellules cancéreuses d'objectif serait effectué pour relâcher le médicament seulement une fois heurté avec la lumière laser. Ceci permettrait le contrôle des cellules qui recevront la toxine, de ce fait des effets secondaires réduisants à un minimum. Il y a également des efforts actuels par le groupe pour étendre la longueur d'onde de la fluorescence du QDs au-dessus de 900 nanomètre puisqu'il y a à peine tous les biomolécules qui émettent au-dessus de cette longueur d'onde.

L'État Actuel de

Aujourd'hui avec l'aide de technologie de DISTANCE DE SÉCURITÉ, les chercheurs de cancer sont capables d'observer les événements moléculaires principaux se produire dans les cellules tumorales. Ceci a été rendu possible en cheminant le QDs de différentes tailles et ainsi de différentes couleurs, étiqueté à différents biomoleules multiples, in vivo par microscopie fluorescente. La technologie de DISTANCE DE SÉCURITÉ retient un potentiel grand pour des applications comme en la nanobiotechnologie et les diagnostics médicaux où QDs pourrait être utilisé en tant qu'étiquettes. Mais l'utilisation de QDs chez l'homme exige toujours de la vaste recherche de déterminer les effets à long terme de gérer QDs.

Futures Applications des Points de Quantum dans le Diagnostic et la Demande De Règlement de Cancer

Les Chercheurs ont commencé l'exploration de QDs juste à partir des deux dernières décennies. La zone est toujours dans son enfance mais elle a captivé des scientifiques et des ingénieurs dus aux seules propriétés optiques et électroniques de QDs. QDs ont révolutionné la zone de la représentation moléculaire. Les prochaines années verraient leurs applications possibles dans différentes zones. Une des zones principales de l'incidence est sûrement la représentation intracellulaire des cellules sous tension. La technologie fournira des analyses neuves en comprenant la pathophysiologie du cancer, et dans la représentation et en examinant des tumeurs. QDs sera réellement l'un des composants des nanodevices multifonction envisagés qui peuvent trouver le tissu malade, fournir la demande de règlement et enregistrer le progrès en temps réel.

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M. Sandeep Kumar Vashist

Neuroengineering et Groupe de Nanobiotechnologie

D.I.B.E., Par L'intermédiaire du Pia 11A d'Opéra
16145 Gênes Italie

Email :

Prof. Rupinder Tewari

Deptt. De la Biotechnologie

Sec 14, Chandigarh Inde d'Université de Panjab

M. Mémoire Vive P. Bajpai et M.L.M. Bharadwaj

Division Biomoléculaire de l'Électronique et de Nanotechnologie

Organisme Central d'Instruments Scientifiques
Sec 30, Chandigarh Inde

Prof. Roberto Raiteri

Neuroengineering et Groupe de Nanobiotechnologie

D.I.B.E., Université de Gênes
Par L'intermédiaire du Pia 11A d'Opéra

16145 Gênes

L'Italie

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

Last Update: 13. June 2013 09:23

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