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DOI : 10.2240/azojono0113

Rassegna delle Tecnologie del Punto di Quantum per Rilevazione ed il Trattamento del Cancro

Sandeep Kumar Vashist, Rupinder Tewari, Ram Prakash Bajpai, Lalit Mohan Bharadwaj e Roberto Raiteri

PTY Srl di Copyright AZoM.com.

Ciò è un articolo del Sistema delle Ricompense dell'Azo Access Aperto (Azo-REMI) distribuito ai sensi dei Azo-REMI http://www.azonano.com/oars.asp

Presentato: 29 luglio 2006

Inviato: 13 settembre 2006

Argomenti Coperti

Estratto

Introduzione

Punti di Quantum nella Diagnosi Precoce Di Cancro

Vantaggi dei Punti Inorganici di Quantum sopra Fluorophores Organico

Tecnologia del Punto di Quantum

Sintesi dei Punti di Quantum

Beni ed Applicazioni dei Punti di Quantum

Superamento della Natura Tossica dei Punti di Quantum

Comportamento di Lampeggiamento dei Punti di Quantum

Effetto di Functionalization Di Superficie sui Beni Ottici dei Punti di Quantum

Sistema di Misura per l'Osservazione e Tenere La Carreggiata dei punti di Quantum

Punto Attivo e Passivo di Quantum che Mira ai Meccanismi

Requisiti Profondi di Rappresentazione del Tessuto

Rimozione dei Punti di Quantum dalle Celle Viventi

Applicazioni Potenziali dei Punti di Quantum nella Diagnosi e nel Trattamento di Malattia

Coniugazione delle Biomolecole ai Punti di Quantum

Strategie Per Modificare le Biomolecole

Effetti dei Punti di Quantum sulle Funzioni Biologiche delle Biomolecole

Avanzamenti nella Tecnologia del Punto di Quantum per la Diagnosi di Cancro

Coniugati del Punto-Peptide di Quantum Indicati alle Cellule Tumorali dell'Obiettivo

Punti di Quantum Capaci di identificare le Celle di Cancro al Seno In Tensione

Quantum Multifunzionale Punteggia Simultaneamente i Tumori di Immagine e dell'Obiettivo in Animali Vivi

Punti di Quantum di Vicino Infrarosso per la Mappatura di Linfonodo Della Sentinella

Punti di Quantum per Analisi Multiplexata

Punti Auto-Illuminanti di Quantum per in vivo Rappresentazione

Il Punto di Quantum Ha Basato il Delivery System della Droga Per Mirare al Cancro

Lo Stato Corrente di Gioco

Applicazioni Future dei Punti di Quantum nella Diagnosi e nel Trattamento del Cancro

Riferimenti

Dettagli del Contatto

I punti di quantum A Semiconduttore (QDs) sono nanoparticelle che hanno attirato l'interesse diffuso nella biologia e la medicina dovuto i loro beni ottici ed elettronici unici. Questi beni, particolarmente la loro tendenza diminuita a photobleach e la dipendenza della loro lunghezza d'onda della fluorescenza dalla loro dimensione, li rendono adatti ad applicazioni di sondaggio fluorescenti individuare i biomarcatori del cancro in vitro e in vivo nelle celle/tessuti/corpo intero. C'è considerevole interesse fra i ricercatori dovuto gli sviluppi recenti nella tecnologia di QD. QDs è stato incapsulato in polimeri anfifilici e limita ai leganti d'ottimizzazione e droga le vescicole della consegna per l'ottimizzazione, la rappresentazione e la cura delle celle del tumore. Gli sforzi Attuali sono concentrati sull'esplorazione delle capacità massicce di multiplazione del QDs per la rilevazione simultanea dei biomarcatori multipli del cancro nelle analisi di sangue e nelle biopsie del tessuto del cancro. Questi avanzamenti nella tecnologia di QD hanno disfatto moltissime informazioni sugli eventi molecolari nelle celle del tumore e nella diagnosi precoce di cancro.

Punti di Quantum nella Diagnosi Precoce Di Cancro

La selezione In Anticipo del cancro è per quanto la maggior parte dei tumori siano desiderabili rilevabili soltanto quando raggiungono una determinata dimensione quando contengono milioni di celle che possono già riprodurrsi per metastasi. Le tecniche diagnostiche Corrente impiegate quali imaging biomedico, la biopsia del tessuto e l'analisi bioanalytical dei liquidi organici dall'analisi dell'immunosorbente collegata enzima (ELISA) sono insufficientemente sensibili e specifiche individuare la maggior parte dei tipi di cancri della fase iniziale. Inoltre, queste analisi sono ad alto contenuto di manodopera, che richiede tempo, costose e non hanno capacità di multiplazione. D'altra parte, la rilevazione basata QD è selezione rapida permettente facile ed economica della rapida, di punto-de-cura degli indicatori del cancro. QDs ha i beni unici che rendono loro l'ideale per la rilevazione dei tumori. Questi comprendono la fluorescenza intensa e stabile per un tempo maggiore; resistenza photobleaching [1-5], ai grandi coefficienti di estinzione molari ed alla rilevazione altamente sensibile dovuto la loro capacità di assorbire molto efficientemente ed emettere indicatore luminoso. dovuto il loro grande rapporto di superficie del area--volume, un singolo QD può essere coniugato alle varie molecole, così facendo QDs che fa appello per l'occupazione nella progettazione dei nanostructures multifunzionali più complessi. I Vari tipi di biomarcatori quali le proteine, sequenze specifiche del mRNA o del DNA e celle di circolazione del tumore sono stati identificati per la diagnosi del cancro dai campioni del siero. Di Conseguenza, l'approccio multiplexato basato QD [1] per l'identificazione simultanea di molti biomarcatori piombo alla diagnosi più efficace di cancro. QDs in covalenza è stato collegato alle varie biomolecole quali gli anticorpi, i peptidi, gli acidi nucleici ed altri leganti per le applicazioni di sondaggio della fluorescenza [6-19]. Alcune delle applicazioni di QDs nella biologia [20-32] con il loro potenziale tremendo per la rappresentazione molecolare [33-37] già sono state esplorate.

Vantaggi dei Punti Inorganici di Quantum sopra Fluorophores Organico

Confrontato ai fluorophores organici tradizionali utilizzati per la fluorescenza che contrassegna negli esperimenti biologici, QDs inorganico ha più ampie applicazioni dovuto la loro alta resistenza a photobleaching, che permette alla visualizzazione del materiale biologico per un tempo maggiore. Fluorophores è altamente sensibile al loro ambiente locale e può subire photobleaching, un trattamento irreversibile della fotoossidazione che le rende non fluorescenti. Ciò è la limitazione principale per tutti gli studi in cui la struttura contrassegnata fluorophore deve essere osservata sovraestendeva i periodi. Fluorophores può otticamente essere eccitato soltanto all'interno di una gamma ristretta di lunghezze d'onda e l'emissione fluorescente egualmente si limita a certo intervallo delle lunghezze d'onda. Considerando Che QDs può essere eccitato con una singola sorgente luminosa che ha lunghezza d'onda più breve della lunghezza d'onda della fluorescenza. Gli spettri della fluorescenza di QDs sono stretti, simmetrici e non hanno coda rossa come osservato nei fluorophores. I Vari colori possono essere osservati e distinti senza alcuna sovrapposizione spettrale. Di Conseguenza, il contrassegno multicolore delle strutture differenti con QDs dei colori differenti è diventato possibile. Questo approccio multiplexato [3, 38-40] è di grande interesse nelle vaste applicazioni quali la diagnosi di malattia e la consegna della droga.

Il campo di QDs è di pluridisciplinare mentre le persone da chimica differente, da fisica, da biologia e dalla medicina di discipline scientifiche cioè stanno lavorando insieme per sfruttare il loro potenziale. La Loro occupazione per la rilevazione ed il trattamento di cancro è un'tale applicazione che è di capitale importanza.

Tecnologia del Punto di Quantum

QDs è nanocrystals inorganici a semiconduttore che hanno diametro tipico fra 2-8 nanometro che possiedono i beni luminescenti unici. Sono composti generalmente di atomi dai gruppi II e VI elementi (per esempio CdSe e CdTe) o gruppi III e V elementi (per esempio InP e InAs) della tabella periodica. Le Loro dimensioni fisiche sono più piccole del Raggio di Bohr dell'eccitone [1] quello piombo a relegazione di quantum l'effetto, che è responsabile dei loro beni ottici ed elettronici unici.

Sintesi dei Punti di Quantum

QDs di alta qualità è stato sintetizzato tramite i vari approcci [41-43]. Ma la loro sintesi è effettuata solitamente in solventi organici quali toluene o cloroformio alle più alte temperature in presenza dei tensioattivi. Ma le particelle tensioattivo-rivestite non sono solubili in acqua poichè hanno il gruppo polare della testa del tensioattivo fissato alla memoria inorganica di QD e la catena idrofoba che sporge nel solvente organico. Solitamente, tutti gli esperimenti con le celle comprendono i materiali solubili in acqua. Di Conseguenza, le varie strategie sono state sviluppate per renderle solubili in acqua, dove il livello del tensioattivo è sostituito o ricoperto di livello supplementare quali i polimeri idrofili o amphipathic [44-45]. Il rivestimento idrofobo del tensioattivo è sostituito dalle molecole del legante che portano i gruppi funzionali ad un'estremità che legano alla superficie di QD ed i gruppi idrofili all'altra estremità che rendono il QDs solubile in acqua. L'occupazione dei polimeri anfifilici come rivestimento supplementare sulla superficie di QD egualmente è stata riferita [38, 46-48]. La coda idrofoba del polimero reagisce con il livello idrofobo del tensioattivo sulla superficie di QD mentre i gruppi idrofili del polimero sull'estremità esterna comunicano l'idrosolubilità. QDs egualmente è stato incapsulato in micelle del fosfolipide [8] per renderli solubili in acqua.

Beni ed Applicazioni dei Punti di Quantum

Il sistema di QD più comunemente usato è la memoria interna a semiconduttore di CdSe ha ricoperto di shell esterno di ZnS. Lo shell di ZnS è responsabile della stabilità chimica ed ottica della memoria di CdSe. QDs può essere fatto per emettere la luce fluorescente nell'ultravioletto allo spettro infrarosso appena variando la loro dimensione. La lunghezza d'onda della fluorescenza del QD dipende dal suo gap energetico (cioè la differenza fra l'emozionante e lo stato fondamentale) che è determinato dalla dimensione del QD [49-52]. QDs ha riga larghezze spettrale stretta, molto alti livelli di luminosità, grandi coefficienti di assorbimento attraverso un'ampia ampiezza dello spettro, alto photostability e la capacità di rilevazione multiplexata. Sono molto luminosi e stabili anche nelle circostanze complesse che le rendono adatte a rappresentazione molecolare e cellulare avanzata, la consegna della droga e ad analisi biologiche ed a sistemi diagnostici altamente sensibili [53-54]. La rappresentazione in tempo reale Altamente sensibile con maggior risoluzione e tenere la carreggiata di singole molecole del ricevitore sulla superficie delle celle viventi sono stati permessi dai bioconjugates di QD [13, 55]. Le Varie applicazioni dei punti di quantum sono enunciate in figura 1. In la maggior parte degli argomenti, i coniugati funzionali di QD per rilevazione del cancro sono composti di memoria a semiconduttore (CdSe, CdTe); uno shell supplementare quale ZnS nel caso di CdSe QDs che ha un più alto intervallo di banda che CdSe per aumentare il rendimento quantico; un rivestimento idrofilo solubile in acqua; e, anticorpi functionalized o altre biomolecole complementari agli indicatori del cancro dell'obiettivo ai siti del tumore.

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Applicazioni dei punti di Quantum.

Superamento della Natura Tossica dei Punti di Quantum

Il QDs indigeno composto delle nanoparticelle a semiconduttore è tossico in natura. È stato osservato che CdSe QDs è altamente tossico alle celle esposte a UV per un tempo maggiore [56] poichè UV dissolve il CdSe, quindi rilasciando gli ioni tossici del cadmio. Tuttavia, QDs polimero-rivestito è non tossico in assenza di UV come dimostrato in vivo dagli studi [48]. Egualmente è stato indicato che il QDs micella-incapsulato iniettato nell'embrione della rana non ha pregiudicato il suo sviluppo [8]. Di Conseguenza, QDs è incapsulato normalmente dentro il rivestimento esterno dei polimeri anfifilici [57-58] per renderli solubili in acqua e resistenti a degradazione chimica o enzimatica. Sono sintetizzati tipicamente in solventi organici quali l'ossido della tri N ottilico fosfina (TOPO) [59-62] e il hexadecylamine, avendo le catene alchiliche lunghe e punti ad alto punto di ebollizione, per impedire la formazione di cumuli. Durante gli anni recenti, c'è stato un grande sviluppo per modificare la chimica di superficie di QDs per renderli solubili in acqua [63-64]. Il comunemente, QDs è collegato al polietilene glicole (PARITÀ) o ai simili leganti per renderli biocompatibili e per diminuire l'associazione non specifica. Sono resi specifici al sito dell'obiettivo coniugandoli ai vari leganti di bioaffinity quali i peptidi, gli anticorpi, gli oligonucleotidi Ecc. facendo uso delle strategie differenti. Un disegno schematico possibile del bioconjugate di QD per la rilevazione della cella che del tumore i biomarcatori è indicato nella la figura 2. Figura 3 descrive in breve i vari punti della tecnologia di QD per in vivo la diagnosi di cancro.

AZoJono - Il Giornale dell'AZO di Nanotecnologia Online - QDs Multifunzionale impiegato solitamente per l'ottimizzazione delle celle del tumore. QDs è coniugato ai vari leganti di affinità (peptide, anticorpo, inibitore, droga Ecc.) specifici per i biomarcatori delle cellule del tumore

QDs Multifunzionale impiegato solitamente per l'ottimizzazione delle celle del tumore. QDs è coniugato ai vari leganti di affinità (peptide, anticorpo, inibitore, droga Ecc.) specifici per i biomarcatori delle cellule del tumore.

AZoJono - Il Giornale dell'AZO di Nanotecnologia Online - Vari punti nell'uso del QDs per in vivo la diagnosi di cancro. (a) Formazione di bioconjugates di QD, (b) iniezione Endovenosa dei bioconjugates di QD nel mouse, (c) ottimizzazione Attiva delle celle del tumore dai bioconjugates di QD.

Vari punti nell'uso del QDs per in vivo la diagnosi di cancro. (a) Formazione di bioconjugates di QD, (b) iniezione Endovenosa dei bioconjugates di QD nel mouse, (c) ottimizzazione Attiva delle celle del tumore dai bioconjugates di QD.

Comportamento di Lampeggiamento dei Punti di Quantum

Nirmal et al. [65] ha scoperto per la prima volta che QDs mostra un'emissione di accensione intermittente di comportamento di lampeggiamento cioè sopra l'eccitazione continua, che è stata attribuita Per Sondare la ionizzazione [65-66]. Il principio di questo comportamento non è buono capito neppure oggi. Ma è una preoccupazione soltanto quando un segnale da QD determinato è richiesto durante l'analisi quali le applicazioni di citometria a flusso. In tali casi, può essere possibile che l'emissione dal QD determinato potrebbe essere fuori da dovuto il piombo di lampeggiamento del `' così alla mancanza del segnale al rivelatore. Ma generalmente nella maggior parte delle applicazioni quali alle nelle analisi basate a cella, ci sono più di un QD in questione ed anche se un certo QDs sta lampeggiando, altri stanno dando il segnale per la rilevazione definitiva e così, nessun segnale sarà mancato dal rivelatore. Un modo di opposizione del rendimento quantico diminuito dovuto il lampeggiamento è di coltivare una parete di alcuni livelli atomici di materiale con un più grande intervallo di banda sopra la memoria di QD.

Effetto di Functionalization Di Superficie sui Beni Ottici dei Punti di Quantum

Gli studi Fondamentali hanno rivelato che la luminescenza di QD è molto sensibile alle procedure di superficie di functionalization come le interazioni della molecola con il cambiamento della superficie del QD le cariche superficiali sul QD [67]. Ma molte delle applicazioni di sondaggio basate QD sono basate sul cambiamento nella fluorescenza di QD dopo l'interazione delle molecole dell'analito dell'obiettivo con le biomolecole functionalized sulla superficie di QD. È stato riferito bene che il functionalization di superficie di QDs migliora la loro solubilità. Ma potrebbe diminuire il loro risparmio di temi di quantum pure. Ciò ha dimostrato nel caso di QDs trattato con acido meracptoacetic dove il risparmio di temi di quantum è stato diminuito drasticamente [7, 63]. Ma i punti di quantum functionalized proteina tendono a conservare il loro risparmio di temi di quantum ed ad offrire la durata di prodotto in magazzino più lunga. Possono anche più ulteriormente essere functionalized con i gruppi funzionali multipli [7] senza fare diminuire il loro risparmio di temi di quantum.

Sistema di Misura per l'Osservazione e Tenere La Carreggiata dei punti di Quantum

Singolo QDs può essere osservato e tenuto la carreggiata per la maggior durata di tempo fino ad alcune ore con microscopia confocale, microscopia totale del riflesso interno o microscopia di epifluorescence. Lo schema della rappresentazione fluorescente che impiega QDs come i contrassegni e sua misura è stato descritto da Gao et al. [68] e Così ed altri [69]. Gao et al. ha impiegato un sistema dell'macro-illuminazione dell'intero-organismo con la rappresentazione spettrale lunghezza d'onda-risolta, che permette l'alta rilevazione della sensibilità degli obiettivi molecolari in vivo. Così et al. egualmente ha impiegato il sistema spettrale lunghezza d'onda-risolto della rappresentazione che ha software che ha separato il autofluorescence dai segnali del punto di quantum.

Punto Attivo e Passivo di Quantum che Mira ai Meccanismi

I bioconjugates di QD possono essere consegnati ai tumori in vivo sia da attivo che dal passivo che mirano ai meccanismi sebbene l'ottimizzazione passiva sia molto più lenta e meno efficiente che l'ottimizzazione attiva. Nel meccanismo d'ottimizzazione passivo, i bioconjugates di QD si accumulano preferenziale ai siti del tumore dovuto effetto migliorato della conservazione e di permeabilità [70-72]. Questo effetto può essere attribuito ai fatti che i tumori angiogenici (i) producono i fattori di crescita endoteliali vascolari, che sono responsabili di permeabilità migliorata, (ii) mancanza un'efficace rete fognaria linfatica, che provoca la capitalizzazione dei bioconjugates di QD. D'altra parte, nel meccanismo d'ottimizzazione attivo, QDs anticorpo-coniugato è impiegato dove l'anticorpo ottiene fissato ai loro biomarcatori specifici del tumore quale l'antigene specifico della membrana della prostata presente sulle celle del tumore al sito dell'obiettivo.

Requisiti Profondi di Rappresentazione del Tessuto

È stato indicato che la rappresentazione profonda del tessuto richiede l'uso di indicatore luminoso lontano-rosso e vicino all'infrarosso [73]. Ciò necessita l'occupazione di QDs d'emissione per aumentare la sensibilità di rappresentazione del tumore come i picchi di assorbimento principali di sangue e l'acqua [74] non interferirebbe in questa regione.

Rimozione dei Punti di Quantum dalle Celle Viventi

La distanza di QDs dagli animali vivi e del loro studio approfondito attento dell'attenzione delle domande del metabolismo e prima della tecnologia può essere utilizzata in esseri umani per la diagnosi ed il trattamento di cancro. Il solo modo di distanza di QDs protetto dall'organismo è da filtrazione lenta e da escrezione attraverso il rene poichè la ripartizione chimica o enzimatica è altamente improbabile.

Applicazioni Potenziali dei Punti di Quantum nella Diagnosi e nel Trattamento di Malattia

Prossimo avvenire vederà molte applicazioni potenziali di QDs nel campo della diagnosi e del trattamento di malattia basati sugli avanzamenti recenti nella tecnologia di QD e nell'interesse tremendo fra i ricercatori.

Coniugazione delle Biomolecole ai Punti di Quantum

Varie strategie covalenti e non covalenti (secondo le indicazioni della figura 4) è stato sviluppato per le biomolecole di coniugazione quali le proteine e gli anticorpi al QDs. Le Biomolecole possono essere limitate in covalenza impiegando i crosslinkers [1, 6, 8, 17, 38, 44, 64, 75-77], che uniscono con legami atomici incrociati i gruppi funzionali quale - COOH, - il NH2 o - presente SH sulla superficie di QD ai gruppi funzionali presenti sulle biomolecole. Al Giorno D'oggi, le varie chimiche di coniugazione sono disponibili per la modificazione delle biomolecole per avere i gruppi funzionali richiesti.

Varie strategie per gli anticorpi/le proteine di coniugazione a QDs.

Strategie Per Modificare le Biomolecole

Una strategia impiega il ′ dell'N-etile-N - carbodiimide (3-diethylaminopropyl) (EDC) come heterocrosslinker, che unisce con legami atomici incrociati il gruppo del carbossilato del QDs al gruppo dell'ammina delle proteine. Questo metodo non richiede alcuna modifica chimica delle proteine come la maggior parte delle proteine contengono l'ammina primaria.

Un'Altra strategia è basata sull'accoppiamento maleimide-mediato estere attivo dell'ammina e dei gruppi solfidrilici. Ma questo metodo presenta una limitazione che i gruppi solfidrilici liberi, che sono instabili in presenza di ossigeno, sono trovati raramente in biomolecole indigene. Recentemente 46] polimero anfifilico preactivated impiegato di Pellegrino et al. [che contiene le unità multiple dell'anidride, che sono altamente reattive verso le ammine primarie, per le proteine obbligatorie a QDs. Questo metodo ha domande potenziali di fabbricazione del delivery system continuo della droga poichè i polyanhydrides sono polimeri biodegradabili. Ma le strategie per l'associazione precisamente controllata ed orientata delle biomolecole a QDs ha molto essere esplorata. Goldman et al. [78] ha impiegato una proteina di fusione per l'immunoglobulina obbligatoria G (IgG) a QDs. La proteina di fusione ha avuta positivamente a - dominio fatto pagare della chiusura lampo della leucina che limita elettrostaticamente negativamente al - QDs fatto pagare e un dominio di G della proteina che limitano alla Regione F costantec di IgG così che lascia la regione di F (′ di ab2 ) libera per l'associazione dell'antigene. Una tecnica basata sull'ottimizzazione delle parti acide Ni-nitriloacetic contro i motivi di hexahistidine, come impiegati nel caso delle tinture [79], può essere impiegata per legare le biomolecole hexahistidine-etichettate a QDs facendo uso di acido nichel-nitrilotriacetico (Ni-NTA) come l'agente chelante. Gao ed il suo gruppo a Emory UniversityUSA

Effetti dei Punti di Quantum sulle Funzioni Biologiche delle Biomolecole

È stato indicato che in molti casi, la coniugazione delle biomolecole a QDs non cambia l'abilità obbligatoria delle biomolecole ai al loro 13, 17, 38, 55, 58-59 64 specifici dei ricevitori [6, 8-9, 76-77, 80-81] e la loro funzione biologica. Kloepfer ed altri [77] hanno osservato che la coniugazione di QDs a transferrina non ha pregiudicato la funzione della proteina. Dahan ed altri [82] egualmente hanno osservato che l'associazione di QDs ai ricevitori diretti a membrana non ha avuta effetto sul comportamento della diffusione dei ricevitori in membrane. Tuttavia, ci sono pochi rapporti che QDs potrebbe pregiudicare le funzioni biologiche delle biomolecole quale l'affinità obbligatoria della serotonina del neurotrasmettitore alle proteine del serotonina-trasportatore [14]. Ciò può essere dovuto l'ostacolo sterico del QDs. Gli studi Dettagliati sono richiesti di studiare gli effetti possibili di QDs sulle funzioni biologiche delle biomolecole.

Avanzamenti nella Tecnologia del Punto di Quantum per la Diagnosi di Cancro

Nelle fasi iniziali, QDs è stato impiegato per parecchie applicazioni della rappresentazione invece delle tinture organiche. Ma il potenziale tremendo di questi materiali è stato realizzato quando è stato osservato che hanno tenuto sull'emissione della luce fluorescente intensa per le settimane. Ciò era un avanzamento tecnologico importante per la rappresentazione microscopica, che ha aiutato nello spiegare molti trattamenti cellulari. Nelle fasi successive dello sviluppo, i ricercatori hanno sviluppato un vivo interesse nella tecnologia di QD ed hanno cominciato esplorare le loro applicazioni nei campi differenti. QDs Differente composto di stesso materiale ma di dimensioni differenti era stato fatto, che possono generare i colori differenti dopo l'attivazione da indicatore luminoso di singola lunghezza d'onda. Poi è stato dimostrato che QDs ha etichettato con le biomolecole quali gli anticorpi, peptidi che Ecc. può essere impiegato per individuare le molecole specifiche sulla superficie o sull'interno delle cellule la cella.

Coniugati del Punto-Peptide di Quantum Indicati alle Cellule Tumorali dell'Obiettivo

L'uso dei coniugati del QD-peptide mirare ai sistemi vascolari del tumore in vivo è stato riferito da Akerman e dai colleghe [58]. Hanno impiegato CdSe QDs ZnS-ricoperto e che hanno mostrato che le capacità di ottimizzazione di QDs hanno ricoperto di peptidi differenti. QDs ha ricoperto di peptide d'ottimizzazione accumulato nei polmoni dei mouse dopo l'iniezione endovenosa. Il peptide ha ottenuto il limite alla dipeptidasi della membrana sulle celle endoteliali in vasi sanguigni del polmone. Nel secondo caso, QDs ha ricoperto di peptide d'ottimizzazione ottenuto rilegato ai vasi sanguigni ed alle celle del tumore in determinati tumori. Nel terzo caso, QDs ha ricoperto di peptide d'ottimizzazione ottenuto rilegato ai vasi linfatici ed alle celle del tumore. Il gruppo egualmente ha mostrato quello che aggiunge la PARITÀ al rivestimento esterno della capitalizzazione non selettiva impedita QDs di QDs in tessuti reticoloendoteliali.

Punti di Quantum Capaci di identificare le Celle di Cancro al Seno In Tensione

Un gruppo di ricerca da Quantum Dot Corporation e da Genentech ha provato il potenziale di QDs di identificare le celle di cancro al seno in tensione [38] che sono probabili rispondere ad una droga anticancro. Hanno impiegato QDs collegato all'immunoglobulina G (IgG) e allo streptavidin per contrassegnare l'indicatore del cancro Her2 presente sulla superficie delle celle di cancro al seno in tensione ed egualmente hanno esplorato la tecnologia di QD per il contrassegno simultaneo di Her2 sulla superficie delle cellule e nel nucleo. I ricercatori hanno individuato simultaneamente due obiettivi cellulari con una singola lunghezza d'onda di eccitazione quindi che indica che QDs cioè QDs colorato differente delle dimensioni differenti ma degli stessi materiali potrebbe essere usato insieme per distinguere le parti differenti di un unicellulare che piombo così per multiplexare la rilevazione dell'obiettivo.

Quantum Multifunzionale Punteggia Simultaneamente i Tumori di Immagine e dell'Obiettivo in Animali Vivi

Gao ed i colleghe hanno riferito QDs multifunzionale per l'ottimizzazione e la rappresentazione simultanee dei tumori in animali vivi [68]. Il coniugato Altamente stabile di QD si è composto di un copolimero anfifilico del triblock (per in vivo protezione), mirando ai leganti (per riconoscimento dell'antigene tumorale) ed alle molecole multiple della PARITÀ (per la biocompatibilità e la circolazione migliori). In vivo il comportamento delle sonde di QD è stato riflesso da microscopia della sezione del tessuto e dalla rappresentazione spettrale dell'intero-animale. I coniugati di QD sono stati iniettati per via endovenosa in mouse. È stato osservato che si sono accumulati ai siti mirati a del tumore dal meccanismo d'ottimizzazione passivo, dovuto la natura colante dei vasi sanguigni del tumore e del meccanismo d'ottimizzazione attivo, dovuto l'interazione di rivestito coniugato di QD con l'anticorpo tumore-specifico con il marcatore tumorale. Gao ed i colleghe egualmente hanno impiegato QDs per contrassegnare le celle specifiche nella cultura ed è stato osservato che durante un piccolo periodo, QDs si è accumulato nei nuclei delle cellule. Quindi, le celle curate che hanno QDs possono essere tenute la carreggiata dentro l'animale vivo dopo l'inoculazione in virtù della loro fluorescenza.

Punti di Quantum di Vicino Infrarosso per la Mappatura di Linfonodo Della Sentinella

Kim ed i colleghe [34] hanno esplorato l'utilità di uso del vicino infrarosso QDs che emette a 850 nanometro per il linfonodo della sentinella che mappa, una procedura importante per la rilevazione di vagare le cellule tumorali nel linfonodo più vicino all'organo commovente. QDs ha iniettato intradermicamente nei mouse in tensione è stato seguito anche nel fino a 1 cm in tempo reale sotto l'interfaccia nel linfonodo della sentinella. Questo sviluppo era un'innovazione importante poichè la dimensione dell'incisione richiesta per rimuovere il linfonodo della sentinella è stata diminuita senza l'uso dei radiolabels. I Ricercatori stanno provando ad usare QDs per il trattamento di cancro. Una possibilità è l'irradiamento di QDs dai Raggi X/luce infrarossa, che fornirebbero il calore al tumore ed apoptosis di grilletto/ha programmato la morte delle cellule.

Punti di Quantum per Analisi Multiplexata

L'abilità del QDs per l'analisi multiplexata di quattro tossine è stata dimostrata da Goldman e dai colleghe [83] facendo uso di quattro QDs differente che ha lunghezze d'onda differenti dell'emissione in un immunoassay del panino con una singola sorgente di eccitazione. Similmente, due QDs differente sono stati impiegati spettrale da Makrides e dai colleghe [84] per la rilevazione di due proteine in un'analisi occidentale della macchia. L'approccio multiplexato sarebbe di importanza estrema nella rilevazione di vari biomarcatori del cancro presenti al sito mirato a del tumore.

Punti Auto-Illuminanti di Quantum per in vivo Rappresentazione

Recentemente, è stata dimostrata dal gruppo di Jianghong Rao alla rappresentazione di StanfordUniversityin vivo [69]. Il gruppo ha sviluppato una variante di otto-mutazione del luciferase di reniformis di Renilla (Luc8) che è più stabile in siero ed ha migliorato il risparmio di temi catalitico. Luc8 è stato coniugato a QD 655 polimero-rivestito dello shell di memoria di CdSe/ZnS per la fabbricazione dei coniugati auto-illuminanti di QD che impiegano 1 crosslinker del cloridrato di carbodiimide di ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) (EDC). Quindi, i coniugati di QD formati erano auto-illuminanti poichè essi luminesce dal trasferimento di energia di risonanza di bioluminescenza (BRET) in assenza dell'eccitazione esterna. BRET è un trattamento in cui l'energia è non-radiatively trasferito da una proteina erogatrice luminescente quale il luciferase ad una proteina fluorescente del ricettore vicino [69, 85-87]. Ha provocato la sensibilità notevolmente migliorata nella piccola rappresentazione animale confrontata al QDs attuale. Uno di più grandi vantaggi di QDs per in vivo la rappresentazione è che le loro lunghezze d'onda dell'emissione possono essere sintonizzate in tutto lo spettro vicino all'infrarosso regolando la loro dimensione, così con conseguente fluorophores photostable altamente stabili in buffer biologici. Ciò è dovuto il fatto che la rappresentazione ottica del tessuto profondo è la cosa migliore nello spettro vicino all'infrarosso poichè lo Scattering Rayleigh diminuisce con l'aumento della lunghezza d'onda ed i cromofori principali in animali cioè emoglobina e l'acqua hanno minimi locali nell'assorbimento in questo spettro. Gli Anticorpi contro i biomarcatori del cancro da individuare sono stati limitati al complesso QD-Luc8 facendo uso di EDC. Il complesso risultante di QD-Luc8-Antibody formato è stato iniettato per via endovenosa in un mouse cancerogeno tramite il filone della coda per la rilevazione dei biomarcatori del cancro. Il mouse poi è stato anestetizzato e trasferito stato nella camera opaca. Successivamente, dopo alcuni minuti, il substrato per cioè il coelenterazine Luc8 è iniettato stato per via endovenosa e le immagini in vivo bioluminescente sono catturato state.

Il Punto di Quantum Ha Basato il Delivery System della Droga Per Mirare al Cancro

Shuming Nie e colleghe [35] ha modificato il QD originale di CdSe con un rivestimento impermeabile del polimero che ha impedito la colatura dagli ioni altamente tossici del cadmio il coniugato di QD e se dei mezzi chimicamente fissare l'tumore-ottimizzazione le molecole e della funzionalità della consegna della droga al coniugato di QD. Il gruppo sta lavorando allo sviluppo di un delivery system della droga mirato a alle cellule tumorali. Sta sviluppando QDs coniugato ai peptidi o agli anticorpi per mirare alle celle umane del tumore che crescono in mouse. QDs sarebbe sintonizzato per irradiarsi nella regione infrarossa per impedire il danno di tessuto le emissioni di energia di QDs. QDs ha coniugato al peptide/anticorpi specifici contro l'indicatore del cancro sulla superficie delle cellule tumorali dell'obiettivo sarebbe fatto per rilasciare la droga soltanto una volta colpito con luce laser. Ciò permetterebbe il controllo delle celle che riceveranno la tossina, effetti secondari così di minimizzazione. Ci sono egualmente sforzi in corso dal gruppo per estendere la lunghezza d'onda della fluorescenza del QDs superiore a 900 nanometro poiché ci sono appena tutte le biomolecole che emettono sopra questa lunghezza d'onda.

Lo Stato Corrente di

Oggi con l'aiuto della tecnologia di QD, i ricercatori del cancro sono capaci dell'osservazione degli eventi molecolari fondamentali accadere nelle celle del tumore. Ciò è stata permessa tenendo la carreggiata il QDs delle dimensioni differenti e così dei colori differenti, etichettato ai biomoleules differenti multipli, in vivo da microscopia fluorescente. La tecnologia di QD tiene un grande potenziale per le applicazioni quali in nanobiotecnologia e sistemi diagnostici medici dove QDs potrebbe essere usato come contrassegni. Ma ancora l'uso di QDs in esseri umani richiede l'estesa ricerca di determinare gli effetti a lungo termine di amministrazione del QDs.

Applicazioni Future dei Punti di Quantum nella Diagnosi e nel Trattamento del Cancro

I Ricercatori hanno iniziato la prospezione di QDs appena a partire dalle ultime due decadi. Il campo è ancora nella sua infanzia ma ha affascinato gli scienziati e gli ingegneri dovuto i beni ottici ed elettronici unici di QDs. QDs ha rivoluzionato il campo della rappresentazione molecolare. I prossimi anni vederebbero le loro applicazioni potenziali nei campi differenti. Una delle aree principali di impatto è certamente la rappresentazione intracellulare delle celle in tensione. La tecnologia fornirà le nuove comprensioni nella comprensione della patofisiologia di cancro e nella rappresentazione e la schermatura dei tumori. QDs definitivamente sarà una delle componenti dei nanodevices multifunzionali preveduti che possono individuare il tessuto malato, fornire il trattamento e riferire il progresso in tempo reale.

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Dettagli del Contatto

Dott. Sandeep Kumar Vashist

Neuroengineering e Gruppo di Nanobiotecnologia

D.I.B.E., Tramite Pia 11A di Opera
16145 Genova Italia

Email:

Prof. Rupinder Tewari

Deptt. Di Biotecnologia

Sec 14, Chandigarh India dell'Università di Panjab

Dott. Ram P. Bajpai & Dott. L.M. Bharadwaj

Divisione Biomolecolare di Nanotecnologia & di Elettronica

Organizzazione Centrale degli Strumenti Scientifici
Sec 30, Chandigarh India

Prof. Roberto Raiteri

Neuroengineering e Gruppo di Nanobiotecnologia

D.I.B.E., Università di Genova
Tramite Pia 11A di Opera

16145 Genova

L'Italia

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

Last Update: 13. June 2013 09:29

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