Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanomedicine | Nanoanalysis

Νανοτεχνολογία φέρνει μεγάλη βελτίωση στην Ιατρική Απεικόνιση

Published on November 17, 2009 at 5:32 PM

Εάν βλέπετε τις πολύπλοκες διαδικασίες σε ένα ζωντανό κύτταρο, είναι εύκολο να χάσετε κάτι σημαντικό, ειδικά αν παρακολουθείτε τις αλλαγές που παίρνουν πολύ χρόνο για να ξεδιπλωθεί και απαιτούν υψηλής χωρικής ευκρίνειας απεικόνιση. Αλλά νέα έρευνα * επιτρέπει να ελέγχει τις δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα σε ώρες ή ακόμα και ημέρες μέσα στα κύτταρα, ενδεχομένως την επίλυση πολλών από τα μυστήρια που σχετίζονται με μοριακής κλίμακας γεγονότα που συμβαίνουν σε αυτά τα μικροσκοπικά πράγματα που ζουν.

Ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια, στο οποίο οι πρωτεΐνες μεμβρανών στοχευμένες και επισημανθεί με κβαντικές τελείες, αποκαλύπτουν την ομαδοποίηση συμπεριφορά των πρωτεϊνών. Ο αριθμός των μοβ χαρακτηριστικά, τα οποία δείχνουν οι πυρήνες των παρασίτων της ελονοσίας, καθώς αυξάνει την ανάπτυξη ελονοσία εξελίσσεται. Το λογότυπο του NIST στο κάτω μέρος έγινε από μια τεχνική λιθογραφίας φωτογραφία σε ένα λεπτό στρώμα κβαντικών τελειών, αξιοποιώντας την περιουσία που ομαδοποιούνται κουκίδες παρουσιάζουν αυξημένη φωτοφωταύγεια. (White μπαρ: 1 IM? Κόκκινο: 10. Μm) Πίστωση: NIST

Μια κοινή ομάδα έρευνας, που εργάζονται στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) και το Εθνικό Ινστιτούτο Αλλεργιών και Λοιμωδών Νοσημάτων (NIAID), ανακάλυψε μια μέθοδο που χρησιμοποιούν νανοσωματίδια για να φωτίζει την κυτταρική εσωτερικό για να αποκαλύψει αυτές τις αργές διαδικασίες. Νανοσωματίδια, χιλιάδες φορές μικρότερο από ένα κελί, έχουν μια ποικιλία εφαρμογών. Ένα είδος νανοσωματιδίων που ονομάζεται κβαντική τελεία λάμπει όταν εκτίθεται στο φως. Αυτά τα σωματίδια ημιαγωγών μπορεί να είναι επικαλυμμένα με οργανικά υλικά, τα οποία είναι προσαρμοσμένα να έλκονται από συγκεκριμένες πρωτεΐνες εντός του τμήματος του κυττάρου ενός επιστήμονα επιθυμεί να εξετάσει.

"Quantum dots διαρκέσουν περισσότερο από ό, τι πολλοί οργανικών βαφών και φθορίζουσες πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνταν προηγουμένως για να φωτίζει το εσωτερικό των κυττάρων», λέει ο βιοφυσικός Jeeseong Hwang, ο οποίος οδήγησε την ομάδα από την πλευρά της NIST. "Έχουν επίσης το πλεονέκτημα της παρακολούθησης της εξέλιξης των κυτταρικές διαδικασίες, ενώ τα περισσότερα υψηλής ευκρίνειας τεχνικές όπως το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο παρέχουν μόνο τις εικόνες των κυτταρικών διαδικασιών καταψύχονται σε μια στιγμή. Χρησιμοποιώντας κβαντικές τελείες, μπορούμε να διευκρινίσει τώρα κυτταρικές διεργασίες που αφορούν τη δυναμική κινήσεις των πρωτεϊνών».

Για την πρόσφατη μελέτη τους, η ομάδα επικεντρώθηκε κατά κύριο λόγο στην χαρακτηρίζουν κβαντικών ιδιοτήτων τελεία, σε αντίθεση με τις άλλες απεικονιστικές τεχνικές. Σε ένα παράδειγμα, αυτοί που απασχολούνται κβαντικές τελείες ως σκοπό να στοχεύσουν ένα συγκεκριμένο τύπο ανθρώπου ερυθρών αιμοσφαιρίων πρωτεΐνης που αποτελεί μέρος της δομής του δικτύου στην εσωτερική μεμβράνη του κυττάρου. Όταν αυτές οι πρωτεΐνες σύμπλεγμα μαζί σε ένα υγιές κύτταρο, το δίκτυο παρέχει μηχανική ευελιξία στο κελί έτσι ώστε να μπορεί να συμπιέσει μέσα από τα στενά τριχοειδή αγγεία και άλλους στενούς χώρους. Αλλά όταν το κελί μολυνθεί με το παράσιτο της ελονοσίας, η δομή των αλλαγών πρωτεΐνης δικτύου.

"Επειδή η ομαδοποίηση μηχανισμός δεν είναι πλήρως κατανοητή, αποφασίσαμε να την εξετάσει με τις τελείες", λέει ο NIAID biophysist Fuyuki Tokumasu. "Σκεφτήκαμε ότι αν μπορούσε να αναπτύξει μια τεχνική για να απεικονίσει την ομαδοποίηση, θα μπορούσαμε να μάθουμε κάτι σχετικά με την πρόοδο της μόλυνσης από ελονοσία, το οποίο έχει αρκετά διαφορετικά στάδια ανάπτυξης."

Οι προσπάθειες της ομάδας αποκάλυψε ότι η μεμβράνη μάτσο πρωτεϊνών επάνω, οι κβαντικές κουκίδες που συνδέονται με αυτά οδηγεί την επιχείρηση να διασποράς τους και λάμψη πιο λαμπρά, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρακολουθήσουν από τη συνύπαρξη των πρωτεϊνών προχωράει. Γενικότερα, η ομάδα διαπίστωσε ότι όταν οι κβαντικές τελείες προσκολλώνται σε άλλα νανοϋλικά, οπτικές ιδιότητες τις τελείες »αλλαγή μοναδικούς τρόπους σε κάθε περίπτωση. Βρήκαν επίσης στοιχεία ότι οι κβαντικών οπτικές ιδιότητες από τα ποσοστά που νανοκλίμακα αλλάζει το περιβάλλον, προσφέροντας μεγαλύτερη δυνατότητα χρήσης των κβαντικών τελειών να αισθανθεί το τοπικό περιβάλλον βιοχημικό μέσα στα κύτταρα.

«Κάποιοι εξακολουθούν να υπάρχουν ανησυχίες για την τοξικότητα και άλλες ιδιότητες», Hwang λέει, "αλλά συνολικά, τα ευρήματά μας δείχνουν ότι κβαντικές τελείες θα μπορούσε να είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για τη διερεύνηση δυναμικών κυτταρικές διαδικασίες."

* Η. Kang, Φ. Tokumasu, M. Clarke, Ζ. Zhou, J. Tang, T. Nguyen και J. Hwang. Probing δυναμικές ιδιότητες φθορισμού της ενιαίας και συγκεντρωμένα κβαντικές τελείες προς ποσοτικό βιοϊατρικής απεικόνισης των κυττάρων. ΣΥΡΜΑΤΑ νανοϊατρική και Νανοβιοτεχνολογία. Πρόωρη δείτε στην ηλεκτρονική διεύθυνση http://wires.wiley.com/WileyCDA/WiresIssue/wisId-WNAN.html?pageType=early .

Last Update: 4. October 2011 19:26

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit