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DOI : 10.2240/azojono0113

蟹座の検出および処置のための Quantum の点の技術の検討

Sandeep Kumar Vashist、 Rupinder Tewari のラム Prakash Bajpai、 Lalit Mohan Bharadwaj およびロバート Raiteri

版権の AZoM.com の Pty 株式会社。

これは AZo オール http://www.azonano.com/oars.asp の条件のもとで配られるアゾの開架の報酬システム (AZo オール) 記事です

入れられる: 2006 年 7 月 29 日

掲示される: 2006 年 9 月 13 日

カバーされるトピック

概要

導入

蟹座の早い診断の Quantum の点

有機性 Fluorophores 上の Quantum の無機点の利点

Quantum の点の技術

Quantum の点の統合

Quantum の点の特性そしてアプリケーション

Quantum の点の有毒な性質の克服

Quantum の点の点滅の動作

Quantum の点の光学的性質に対する表面の Functionalization の効果

Quantum の点を観察し、追跡するための測定システム

メカニズムを目標とする Quantum の実行中および受動の点

深いティッシュイメージ投射条件

生体細胞からの Quantum の点の取り外し

病気の診断および処置の Quantum の点の潜在的なアプリケーション

Quantum の点への生体物質の活用

生体物質を修正する作戦

生体物質の生物的機能に対する Quantum の点の効果

蟹座の診断のための Quantum の点の技術の前進

ターゲット腫瘍のセルに示されている Quantum の点ペプチッド共役

生きている乳癌のセルを識別することできる Quantum の点

多機能の Quantum は生きた動物のターゲットおよび画像の腫瘍に同時に点を打ちます

センチネルのリンパ節のマップのための Quantum の赤外線点の近く

多重型にされた分析のための Quantum の点

生体内のイメージ投射のための Quantum の自己明快な点

Quantum の点は蟹座を目標とするために薬剤の投射手段基づかせていました

現在の現況

蟹座の診断および処置の Quantum の点の未来のアプリケーション

参照

接触の細部

半導体の量の点は (QDs)生物学の広まった一義的な光学および電子特性による興味および薬を引き付けた nanoparticles です。 蛍光徹底的なアプリケーションがセル/ティッシュ/全身で生体外そして生体内の癌の biomarkers を検出することができるように photobleach へのこれらの特性、サイズへの蛍光性の波長の特に減らされた傾向および依存は、それらを適したようにします。 QD の技術に最近の進展による研究者間にかなりの興味があります。 QDs は amphiphilic ポリマーでカプセル化され、腫瘍目標とする配位子に区切、そして腫瘍のセルを扱う目標とすること、イメージ投射ための配達小胞におよび薬剤を入れます。 現在の努力は血の試金および癌のティッシュのバイオプシーの多重癌の biomarkers の同時検出のための QDs の大きい多重型になる機能の探索に焦点を合わせます。 QD の技術のこれらの前進は癌の腫瘍のセルそして早い診断の分子イベントについての大量の情報を解きました。

蟹座の早い診断の Quantum の点

癌の早いスクリーニングは既に転移させるかもしれない何百万のセルを含んでいる時ある特定のサイズに達する時だけ探索可能好ましいほとんどの腫瘍は。 現在酵素によってリンクされる immunosorbent の試金 (ELISA) による体液の医用画像処理、ティッシュのバイオプシーおよび bioanalytical 試金のような用いられた診断技術は不十分に敏感、特定ほとんどのタイプの早段階癌を検出するためにです。 さらに、これらの試金は労働集約的、時間のかかり、高く、多重型になる機能がありません。 一方では、 QD によって基づく検出は癌のマーカーの急速で、容易で経済的な可能になる速いポイントの心配のスクリーニングです。 QDs はそれらに腫瘍を検出するための理想をする一義的な特性を持っています。 これらは長い時間のための強く、安定した蛍光性を含んでいます; [1-5] photobleaching、大きいモルの消散係数およびライトを非常に効率的に吸収し、出す機能による機密性が高い検出への抵抗。 従って大きい表面領域にボリューム比率が原因で、単一 QD はさまざまな分子に活用することができまより複雑な多機能の nanostructures の設計の雇用を求めて訴える QDs を作ります。 さまざまなタイプの蛋白質のような biomarkers は、特定の DNA または mRNA シーケンスおよび循環の腫瘍のセル血清のサンプルからの癌の診断のために識別されました。 従って、多くの biomarkers の同時識別のための QD によって基づいた多重型にされたアプローチ [1] 癌のより有効な診断の原因となります。 QDs は蛍光性の徹底的なアプリケーション [6-19] のための抗体、ペプチッド、核酸および他の配位子のようなさまざまな生体物質に共有にリンクされました。 分子イメージ投射 [33-37] のための途方もない潜在性と共に生物学 [20-32] の QDs のアプリケーションのいくつかは既に探索されてしまいました。

有機性 Fluorophores 上の Quantum の無機点の利点

生物的実験で分類する蛍光性に使用する従来の有機性 fluorophores と比較されて無機 QDs に長い時間の生物的材料の視覚化を可能にする photobleaching が抗力が高いに原因でより広いアプリケーションがあります。 Fluorophores はローカル環境に機密性が高く、ことができま経るそれらを非螢光性にする不可逆光酸化プロセス photobleaching。 これは fluorophore 分類された構造が広げ過ぎた一定期間を観察されなければならないすべての調査のための主要な限定です。 Fluorophores は波長の狭い範囲の内でだけ光学的に刺激することができ、蛍光放出はまたある特定の範囲の波長に制限されます。 QDs が蛍光性の波長より短い波長を持っている単一の光源と刺激することができる一方。 QDs の蛍光性スペクトルは狭く、対称的で、観察されるように fluorophores で赤いテールがありません。 さまざまなカラーは分光重複なしで観察され、区別することができます。 従って、異なったカラーの QDs の異なった構造の多色刷りの分類は可能になりました。 この多重型にされたアプローチ [3、 38-40] 病気の診断および薬剤配達のような広範囲アプリケーションの大きい興味です。

QDs のフィールドは学際的彼らの潜在性を利用するために別の科学的教義のすなわち化学、物理学、生物学および薬からの人が協力していると同時にです。 癌の検出そして処置のための雇用は優先する重要性をもつ 1 つのそのようなアプリケーションです。

Quantum の点の技術

QDs は 2-8 nm 間の典型的な直径を持っている一義的な発光性の特性を所有している無機半導体の nanocrystals です。 それらはグループからの原子で一般に II および VI 要素 (例えば CdSe および CdTe) またはグループ III および V 周期表の要素 (例えば INP および InAs) 構成されます。 実寸は励起子のボーア半径が量の拘束に [1] それ一義的な光学および電子特性に責任がある効果を導くより小さいです。

Quantum の点の統合

良質の QDs はさまざまなアプローチ [41-43] によって総合されました。 しかし通常統合は界面活性剤の前で高温でトルエンまたはクロロホルムのような有機溶剤で遂行されます。 しかし界面活性剤上塗を施してある粒子は QD の無機コアに接続する北極の界面活性剤ヘッドグループおよび有機溶剤に突出る疎水性鎖があるので水で溶けません。 通常、セルとのすべての実験は水溶性材料を含みます。 従ってそれらを水溶性にするために、界面活性剤の層が親水性か amphipathic ポリマー [44-45] のような追加層が取り替えられるか、または塗られるところでさまざまな作戦は開発されました。 界面活性剤の疎水性コーティングは QD の表面に結合する、および QDs を水溶性に作るもう一方の端に親水性のグループを取替えられます 1 つの端に基運ぶ配位子の分子と。 QD の表面の追加コーティングとして amphiphilic ポリマーの雇用はまた報告されました [38、 46-48]。 ポリマーの疎水性テールは QD の表面の疎水性界面活性剤の層と外端のポリマーの親水性のグループが水容解性を与える一方反応します。 QDs はまたリン脂質のミセル [8] でそれらを水溶性にするためにカプセル化されました。

Quantum の点の特性そしてアプリケーション

最も広く使われた QD システムは ZnS の外シェルと CdSe の内部の半導体のコア塗りましたです。 ZnS のシェルは CdSe のコアの化学および光学安定性に責任があります。 QDs はサイズの変化によって赤外線スペクトルに紫外線の蛍光灯を出すためにことができますちょうど作る。 QD の蛍光性の波長は QD [49-52] のサイズによって定められるエネルギーギャップ (興奮するおよび地上州のすなわち違い) によって決まります。 QDs に狭い分光線幅、明るさの非常に高いレベル、大きい吸収係数、高い photostability および多重型にされた検出の広いスペクトル領域を渡る機能あります。 それらはそれらを高度の分子および細胞イメージ投射、薬剤 配達と機密性が高い生物検定および診断 [53-54] のために適したようにする複雑な条件の下で非常に明るく、安定しています。 より大きい解像度の機密性が高いリアルタイムイメージ投射および生体細胞の表面の単一の受容器の分子の追跡は QD の bioconjugates [13、 55] によって可能に作られました。 量の点のさまざまなアプリケーションは図 1. で示されます。 癌の検出のための言い分のほとんどでは、機能 QD の共役は半導体のコア (CdSe、 CdTe) で構成されます; 量収穫を増加する CdSe より高いバンドギャップを持っている CdSe QDs の場合には ZnS のような追加シェル; 水溶性の親水性のコーティング; 腫瘍のサイトでターゲット癌のマーカーに補足そして、 functionalized 抗体または他の生体物質。

AZoJono - オンラインでナノテクノロジーのアゾジャーナル - 量の点のアプリケーション

Quantum の点のアプリケーション。

Quantum の点の有毒な性質の克服

半導体の nanoparticles から成っているネイティブ QDs は実際のところ有毒です。 観察され、 CdSe QDs が長い時間 [56] さらされるセルに非常に有毒 CdSe をの間紫外線 -- に分解しまであることが紫外線のでそれにより有毒なカドミウムイオンを解放します。 ただし、ポリマー上塗を施してある QDs は生体内の調査 [48] によって示されるように紫外線がない時無毒です。 カエルの胚に注入されたミセルカプセル化された QDs が開発 [8] 影響を与えなかったことがまた示されていました。 従ってそれらを化学か酵素の劣化に対して水溶性そして抵抗力があるようにするために、 QDs は amphiphilic ポリマー [57-58] の外のコーティングの中で普通カプセル化されます。 彼らは三 n octyl ホスフィンの酸化物 (TOPO) [59-62] および hexadecylamine のような有機溶剤で普通総合され、長いアルキル鎖および高沸点ポイントを、総計の形成を防ぐ持っています。 最近の年では、それらを水溶性にするために QDs の表面化学を修正する大きい開発がずっとあります [63-64]。 最も一般に、 QDs はポリエチレングリコール (止め釘) または同じような配位子にそれらを biocompatible 作り、無指定の結合を減らすためにリンクされます。 それらはペプチッド、抗体、オリゴヌクレオチド等のようなさまざまな bioaffinity の配位子へのそれらの活用によって異なった作戦を使用してターゲットサイトに特定になされます。 腫瘍のセル biomarkers の検出のための QD の bioconjugate の可能な設計図は図 2. 図 3 で手短かに記述します癌の生体内の診断のための QD の技術のさまざまなステップを示されています。

AZoJono - オンラインでナノテクノロジーのアゾジャーナル - 通常腫瘍のセルを目標とするために用いられる多機能の QDs。 QDs は腫瘍のセル biomarkers のためのさまざまな親和性の配位子 (ペプチッド、抗体、抑制剤、薬剤等) の細目に活用されます

通常腫瘍のセルを目標とするために用いられる多機能の QDs。 QDs は腫瘍のセル biomarkers のためのさまざまな親和性の配位子 (ペプチッド、抗体、抑制剤、薬剤等) の細目に活用されます。

AZoJono - オンラインでナノテクノロジーのアゾジャーナル - 癌の生体内の診断のための QDs を用いることのさまざまなステップ。 (a) QD の bioconjugates の形成、 (b) マウスへの QD の bioconjugates の静脈内注入、 (c) QD の bioconjugates による腫瘍のセルの実行中に目標とすること。

癌の生体内の診断のための QDs を用いることのさまざまなステップ。 (a) QD の bioconjugates の形成、 (b) マウスへの QD の bioconjugates の静脈内注入、 (c) QD の bioconjugates による腫瘍のセルの実行中に目標とすること。

Quantum の点の点滅の動作

Nirmal は [65] QDs がイオン化 [65-66] 釘付けにするために帰因した連続的な刺激に点滅の動作のすなわち断続的なオンオフの放出を示すことをはじめて検出しました。 今日理解されるこの動作の原則は健康ではないです。 しかしそれは個々の QD からのシグナルが流れ cytometry アプリケーションのような分析の間に必要となるときだけ心配です。 このような場合放出がからの個々の QD 原因で ` の」点滅のこうしてへ探知器のシグナルの行方不明から離れて導くことがいるかもしれませんことは、可能かもしれません。 しかし他が最終的な検出のためのシグナルを与え、こうして、シグナルが探知器によって抜けていない含まれる 1 QD が QDs 点滅しても以上一般に細胞に基づく試金ののようなアプリケーションのほとんどに、あり。 点滅による減らされた量収穫を妨害する 1 つの方法は QD のコアの上により大きいバンドギャップの材料の少数の原子層のシェルを育てることです。

Quantum の点の光学的性質に対する表面の Functionalization の効果

基本的な調査は QD の冷光が QD の表面の変更が付いている分子の相互作用として表面の functionalization プロシージャに非常に敏感 QD [67] の表面電荷であることを明らかにしました。 しかし QD によって基づく徹底的なアプリケーションの多数は QD の表面で functionalized 生体物質が付いているターゲット analyte の分子の相互作用の後で QD の蛍光性の変更に基づいています。 QDs の表面の functionalization が容解性を改善することがよく報告されました。 しかしそれは量子効率をまた減らすことができます。 これは meracptoacetic 酸扱われた QDs の場合には量子効率がどこに徹底的に減ったか示しました [7、 63]。 しかし蛋白質 functionalized 量の点は量子効率を保ち、より長い保存性を提供しがちです。 それらはまた多重基 [7] と量子効率を減らさないで更に functionalized できます。

Quantum の点を観察し、追跡するための測定システム

単一の QDs は共焦点の顕微鏡検査、総内面反射の顕微鏡検査または epifluorescence の顕微鏡検査の少数の時間まですばらしい時間の持続期間のために観察され、追跡することができます。ラベルおよび測定として QDs を用いる高によって蛍光イメージ投射のスキームは [68] そしてそう等記述されていました [69]。 高は分子ターゲットの高い感度の検出を生体内で可能にする波長解決する分光イメージ投射の全身のマクロ照明システムを用いました。 そうまた量の点のシグナルから autofluorescence を分けたソフトウェアを持っている波長解決する分光イメージ投射システムを用いました。

メカニズムを目標とする Quantum の実行中および受動の点

QD の bioconjugates はメカニズムを目標とする能動態および受動態両方によって腫瘍に受動に目標とすることが実行中に目標とすることよりより少なく効率的大いに遅く、であるが生体内で提供することができます。 受動の目標とするメカニズムでは、 QD の bioconjugates は高められた透磁率および保留船舶の効果 [70-72] による腫瘍のサイトで優先的に集まります。 この効果は angiogenic 腫瘍 (i) が高められた透磁率に責任がある、血管内皮細胞増殖因子を作り出す事実に、 (ii) 欠乏 QD の bioconjugates の蓄積で起因する有効なリンパ排水系統帰因させることができます。 一方では、実行中の目標とするメカニズムで、抗体活用された QDs は抗体が前立腺のターゲットサイトで腫瘍のセルの特定の膜の抗原のような特定の腫瘍の biomarkers に接続されて得るところで用いられます。

深いティッシュイメージ投射条件

深いティッシュイメージ投射がずっと赤く、ほぼ赤外線ライト [73] の使用を必要とすることが示されていました。 これは血の主要な吸収ピークとして腫瘍イメージ投射感度を高めるためにほぼ赤外線出る QDs の雇用を要し、水 [74] この領域で干渉しません。

生体細胞からの Quantum の点の取り外し

生きた動物からの QDs および技術の前の新陳代謝の要求の細心の注意および綿密な研究のクリアランスは癌の診断そして処置のために人間で使用することができます。 ボディからの保護された QDs のクリアランスの唯一の方法は腎臓を通って遅いろ過および排泄物によって化学か酵素の故障がほぼ不可能であるので行います。

病気の診断および処置の Quantum の点の潜在的なアプリケーション

近い将来研究者間の QD の技術そして途方もない興味の最近の前進に基づいて病気の診断および処置のフィールドの QDs の多くの潜在的なアプリケーションを見ます。

Quantum の点への生体物質の活用

さまざまな共有および非共有作戦 (図に示すように 4) は QDs への蛋白質そして抗体のような活用の生体物質のために開発されました。 生体物質は区切ることができま生体物質の基に共有に crosslinkers [1、 6、 8、 17、 38、 44、 64、 75-77] - COOH、2 - NH のような基をまたは架橋結合する - QD の表面の SH 現在用います。 この頃は、さまざまな活用化学は必須の基を持つために生体物質を修正するために使用できます。

QDs への活用の抗体/蛋白質のためのさまざまな作戦。

生体物質を修正する作戦

1 つの作戦は蛋白質のアミングループに QDs のカルボン酸塩グループを架橋結合する heterocrosslinker として N エチルN ′を - (3-diethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) 用います。 この方法は蛋白質のほとんどが一次アミンを含んでいるように蛋白質の化学修正を必要としません。

別の作戦はアミンおよびスルフヒドリルグループの実行中のエステルによって maleimide 仲介されるカップリングに基づいています。 しかしこの方法に酸素の前で不安定である自由なスルフヒドリルグループがネイティブ生体物質にまれにない限定があります。 最近一次アミンの方に非常に反応である QDs に結合蛋白質のための多重無水物の単位を含んでいるペルグリノの [46 の] 用いられた preactivated amphiphilic ポリマー。 polyanhydrides が生物分解性ポリマーであるのでこの方法に支えられた薬剤の投射手段作るための潜在的なアプリケーションがあります。 しかし QDs への生体物質の正確に制御された、方向づけられた結合のための作戦は大いに探索されることを持っています。 Goldman は等 QDs に [78] 結合の免疫グロブリン G のための融合 (IgG)蛋白質を用いました。 融合蛋白質にこうして F (ab の′) 領域を抗原の結合のために自由去る IgG の一定した F 領域に区切る蛋白質c G の領域および負荷電の QDs に静電気的に区切られて2 正荷電のロイシンのジッパーの領域がありました。 染料 [79] の場合には雇われるように hexahistidine のモチーフに対して NInitriloacetic 酸の一部分の目標とすることに、基づく QDs への hexahistidine 付けられた生体物質を不良部分ための技術はニッケルアンモニア三酢酸 (NINTA) を使用してキレート環を作るエージェントとして用いられるかもしれません。 Emory UniversityUSA の高そして彼のグループ

生体物質の生物的機能に対する Quantum の点の効果

多くの場合、 QDs への生体物質の活用が特定の受容器 [6、 8-9、 13、 17、 38、 55、 58-59 64、 76-77、 80-81] に生体物質の結合の能力をおよび生物的機能変更しないことが示されていました。 transferrin への QDs の活用が蛋白質機能に影響を与えなかったことを Kloepfer 等 [77] 観察しました。 膜行きの受容器への QDs の結合が膜で受容器の拡散の動作に対する効果をもたらさなかったことを Dahan 等 [82] また観察しました。 ただし、 QDs がセロトニン運送者蛋白質 [14] に神経伝達物質のセロトニンの結合親和性のような生体物質の生物的機能に影響を与えるかもしれませんという少数のレポートがあります。 これは QDs の立体妨害が原因であるかもしれません。 詳しい調査は生体物質の生物的機能に対する QDs の可能な効果を調査するために必要となります。

蟹座の診断のための Quantum の点の技術の前進

初期では、 QDs は有機性染料の代わりに複数のイメージ投射アプリケーションのために用いられました。 しかしこれらの材料の途方もない潜在性はそれらは週のための強い蛍光灯を出し続けたことが観察されたときに実現されました。 これは多くの細胞プロセスを開くことで助けた顕微鏡イメージ投射のための主要な科学技術の進歩でした。 開発のそれに続く段階では、研究者は QD の技術の深い興味を開発し、異なったフィールドの彼らのアプリケーションを探索し始めました。 同じ材料でしかし単一の波長のライトによってアクティブ化の後で異なったカラーを生成できる異なったサイズで構成された別の QDs は作られました。 QDs が抗体のような生体物質と付いたことがそれから、セル表面または内部の特定の分子を検出するために等がセル用いることができるペプチッド示されました。

ターゲット腫瘍のセルに示されている Quantum の点ペプチッド共役

QD ペプチッド共役の使用は Akerman および協力者 [58] によって腫瘍の vasculatures を目標とする生体内で報告されました。 彼らは ZnS キャップされた CdSe QDs を用い、 QDs の目標とする機能が異なったペプチッドと塗ったことを示しました。 QDs はマウスの肺で静脈内注入の後で集まった肺目標とするペプチッドと塗りました。 ペプチッドは肺血管の endothelial セルの膜のジペプチダーゼに限界を得ました。 第 2 ケースでは、 QDs はある特定の腫瘍で得られた血管および腫瘍のセルにバインドされた目標とするペプチッドと塗りました。 第 3 ケースでは、 QDs は得られたリンパ管および腫瘍のセルにバインドされた目標とするペプチッドと塗りました。 グループはまた reticuloendothelial ティッシュで QDs の QDs によって防がれた非選択蓄積の外のコーティングに止め釘を追加するそれを示しました。

生きている乳癌のセルを識別することできる Quantum の点

Quantum Dot Corporation および Genentech からの調査チームは QDs の潜在性を抗癌性の薬剤に答えるためにが本当らしい生きている乳癌のセルを識別する証明しました [38 の]。 彼らは Her2 癌のマーカーを生きている乳癌の (IgG)セルの表面で現在と分類するために免疫グロブリン G および streptavidin にリンクされた QDs を用い、またセル表面のそして核の Her2 の同時分類のための QD の技術を探索しました。 研究者は同時にそれによりターゲット検出を多重型にするためにこうして導く単一セルの異なった部分を区別するのに異なったサイズ同じ材料の別の着色された QDs すなわち QDs が一緒に使用できることを示す単一の刺激波長の 2 つの細胞ターゲットを検出しました。

多機能の Quantum は生きた動物のターゲットおよび画像の腫瘍に同時に点を打ちます

高および協力者は生きた動物 [68] の腫瘍の同時目標とすることおよびイメージ投射のための多機能の QDs を報告しました。 非常に安定した QD の共役は amphiphilic triblock の共重合体より (生体内の保護のために) 構成され、配位子 (腫瘍の抗原の認識のために)、および多重止め釘の分子を目標とします (改善された biocompatibility および循環のために)。 QD のプローブの生体内の動作はティッシュセクション顕微鏡検査および全動物の分光イメージ投射によって監察されました。 QD の共役はマウスで静脈内で注入されました。 それらが腫瘍の血管および実行中の目標とするメカニズムの漏れやすい性質による受動の目標とするメカニズムによって目標とされた腫瘍のサイトで集まったことが腫瘍のマーカーが付いている腫瘍特定の抗体との QD の共役上塗を施してあるの相互作用が原因で観察されました。 高および協力者はまた文化の特定のセルを分類するために QDs を用い、小さい一定期間以内に、 QDs が細胞核で集まったことが観察されました。 従って、 QDs を持っている扱われたセルは生きた動物の中で蛍光性によって再接種の後で追跡することができます。

センチネルのリンパ節のマップのための Quantum の赤外線点の近く

金および協力者 [34] マップするセンチネルのリンパ節のための 850 nm 出る赤外線 QDs の近くで雇用のユーティリティを影響を受けた器官に最も近いリンパ節の癌細胞のローミングの検出の主要なプロシージャで探索しました。 QDs はリアルタイムのセンチネルのリンパ節の皮の下の 1 まで cm で生きているマウスに intradermally 続かれました注入しました。 この開発はセンチネルのリンパ節を除去するために必要な切り傷のサイズが radiolabels の使用なしで減ったので主要な進歩でした。 研究者は癌の処置のために QDs を使用するために試みています。 1 つの可能性は腫瘍に熱を提供し、トリガーが apoptosis/細胞死をプログラムした赤外線ライト行います、/X 線によって QDs の照射。

多重型にされた分析のための Quantum の点

4 つの毒素の多重型にされた分析のための QDs の能力は Goldman および協力者 [83] によって単一の刺激ソースのサンドイッチ免疫学的検定で異なった放出波長を持っている 4 QDs を使用して示されました。 同様に、 2 つスペクトルにより別の QDs は西部のしみの試金の 2 つの蛋白質の検出のための Makrides そして協力者 [84] によって用いられました。 多重型にされたアプローチは目標とされた腫瘍のサイトで現在のさまざまな癌の biomarkers の検出の極度な重要性をもちます。

生体内のイメージ投射のための Quantum の自己明快な点

最近、それは StanfordUniversityin ヴィヴォイメージ投射 [69] の Jianghong Rao のグループ示されました。 グループは血清でより安定して、触媒作用の効率を改善した Renilla の reniformis の luciferase (Luc8) の 8 突然変異の等価異形暗号を開発しました。 Luc8 は 1 エチル3 (3 dimethylaminopropyl) carbodiimide の塩酸塩 (EDC) の crosslinker を用いる自己明快な QD の共役を作るためのポリマー上塗を施してある CdSe/ZnS のコアシェル QD 655 に活用されました。 従って、形作られた QD の共役は外部刺激がない時 bioluminescence の共鳴エネルギーの転送によって自己明快ので (BRET) luminesce でした。 BRET はエネルギーが luciferase のような発光供給蛋白質からのアクセプター蛍光蛋白質へ 近くに転送された非radiatively であるプロセスです [69、 85-87]。 それは既存の QDs と比較された小さい動物イメージ投射の非常に高められた感度で起因しました。 従って生体内のイメージ投射のための QDs の最も大きい利点の 1 つは放出波長がほぼ赤外線スペクトル全体サイズのことを調節によって調整することができることです生物的バッファで非常に安定した photostable fluorophores に終って。 これはレイリー散乱が増加する波長と減る動物すなわちヘモグロビンおよび水の主要な発色団にこのスペクトルの吸収でローカル最小値があるので深いティッシュの光学イメージ投射がほぼ赤外線スペクトルで最もよいという事実が原因であり。 検出されるべき EDC を使用して QDLuc8 複合体に癌の biomarkers に対する抗体は区切られました。 形作られた生じる QD Luc8 抗体の複合体は癌の biomarkers の検出のためのテール静脈を通して癌性マウスで静脈内で注入されました。 マウスは軽く堅い区域にそして麻酔をかけられ、転送されました。 続いて、数分後で、 Luc8 すなわち coelenterazine のための基板は静脈内で注入され、生体内の bioluminescent 画像は撮られました。

Quantum の点は蟹座を目標とするために薬剤の投射手段基づかせていました

Shuming Nie および協力者 [35] QD の共役から非常に有毒なカドミウムイオンから漏出を防いだおよび方法化学的に分子および薬剤配達機能性の QD の共役に腫瘍目標とを接続する修正しましたポリマーの不浸透性のコーティングとの CdSe 元の QD を。 グループは癌細胞に目標とされる薬剤の投射手段の開発に取り組んでいます。 マウスで育つ人間の腫瘍のセルを目標とすることをペプチッドか抗体に活用される QDs を開発しています。 QDs は赤外線領域で射出するように QDs エネルギー放出から組織の損傷を防ぐために調整されます。 QDs はターゲット癌細胞の表面の癌のマーカーに対して特定のペプチッド/抗体にレーザー光線と当られたときだけだけ薬剤を解放させます活用しました。 従ってこれは毒素を受け取るセルの制御を、最小化の副作用可能にします。 この波長の上で出すほとんど生体物質がないのでまた 900 nm の上の QDs の蛍光性の波長を拡張するためのグループによる進行中の努力があります。

現状の

今日 QD の技術の助けによって、癌の研究者は基本的な分子イベントを腫瘍のセルに発生することを観察することができます。 これは蛍光顕微鏡検査によって生体内の多重異なった biomoleules に追跡によって可能に付く異なったサイズおよびこうして異なったカラーの QDs のなりました。 QD の技術は nanobiotechnology のおよび QDs がラベルとして使用できる医学の診断のようなアプリケーションのための大きい潜在性を保持します。 しかしまだ人間の QDs の使用は大規模な調査が QDs を管理する長期効果を定めるように要求します。

蟹座の診断および処置の Quantum の点の未来のアプリケーション

研究者は最後の二十年からの QDs の調査をちょうど開始しました。 フィールドは幼年時代にまだありますが、 QDs の一義的な光学および電子特性による科学者およびエンジニアがによって魅了しました。 QDs は分子イメージ投射のフィールドを革命化しました。 迫った年は異なったフィールドの潜在的なアプリケーションを見ます。 影響の主要な領域の 1 つは確かに生きているセルの細胞内イメージ投射です。 技術は癌の pathophysiology をとイメージ投射の新しい洞察力を理解し、腫瘍を選別すること提供します。 QDs は確定的に病気にかかったティッシュを検出し、処置を提供し、リアルタイムの進歩を報告できる想像された多機能の nanodevices のコンポーネントの 1 つです。

参照

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接触の細部

Sandeep Kumar Vashist 先生

Neuroengineering および Nanobiotechnology のグループ

オペラ PIA 11A での D.I.B.E.、
16145 ジェノアイタリア

電子メール:

Rupinder Tewari 教授

Deptt。 人間工学の

Panjab 大学秒 14、チャンディーガルインド

先生ラム P. Bajpai 及び L.M. Bharadwaj 先生

Biomolecular 電子工学及びナノテクノロジー部

中央科学器械構成
秒 30、チャンディーガルインド

ロバート Raiteri 教授

Neuroengineering および Nanobiotechnology のグループ

D.I.B.E. のジェノアの大学
オペラ PIA 11A で
16145 ジェノア
イタリア

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

Last Update: 13. June 2013 09:32

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