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La Nanotechnologie Porte l'Importante Amélioration à l'Imagerie Médicale

Published on November 17, 2009 at 5:32 PM

Si vous observez les procédés complexes dans une cellule vivante, il est facile de manquer quelque chose importante-particulier si vous observez les modifications qui prennent un bon moment de dévoiler et exiger la représentation de haut-spatial-définition. Mais le research* neuf permet pour contrôler les activités qui se produisent au-dessus des heures ou même des jours à l'intérieur des cellules, résolvant potentiellement plusieurs des mystères associés avec des événements de moléculaire-échelle se produisant dans ces choses vivantes minuscules.

Les hématies Humaines, en lesquelles des protéines de membrane sont visées et étiquetées avec des points de tranche de temps, indiquent le comportement de groupement des protéines. Le nombre de caractéristiques techniques pourprées, qui indiquent les noyaux des parasites de malaria, augmente pendant que le développement de malaria progresse. Le logo de NIST en bas a été effectué par une technique de lithographie de photo sur un film mince des points de tranche de temps, tirant profit de la propriété qui a groupé le photoluminescence accru par document de points. (Barres Blanches : 1 ìm ; rouge : ìm 10.) Crédit : NIST

Une équipe de recherche commune, fonctionnant au National Institute of Standards and Technology (NIST) et à l'Institut National de l'Allergie et des Maladies Infectieuses (NIAID), a découvert une méthode d'employer des nanoparticles pour illuminer l'intérieur cellulaire pour indiquer ces procédés lents. Nanoparticles, milliers de périodes plus petites qu'une cellule, ont un grand choix d'applications. Un type de nanoparticle appelé un point de tranche de temps rougeoie une fois exposé à la lumière. Ces particules de semi-conducteur peuvent être enduites des matières organiques, qui sont réglées pour être attirées aux protéines particulières chez la partie d'une cellule des souhaits d'un scientifique à examiner.

« Quantum pointille dernier plus long que beaucoup de teintures organiques et de protéines fluorescentes que nous avions l'habitude précédemment d'illuminer les intérieurs des cellules, » dit le biophysicien Jeeseong Hwang, qui a abouti l'équipe du côté de NIST. « Elles ont également l'avantage des changements de surveillance des processus cellulaires tandis que la plupart des techniques à haute résolution comme la microscopie électronique fournissent seulement des images des processus cellulaires congelés à un moment. Utilisant la tranche de temps pointille, nous peut maintenant élucider des processus cellulaires comportant les mouvements dynamiques des protéines. »

Pour leur étude récente, l'équipe s'est concentrée principalement sur caractériser des propriétés de point de tranche de temps, les contrastant avec d'autres techniques d'imagerie. Dans un exemple, ils ont utilisé des points de tranche de temps conçus pour viser un type particulier de protéine d'hématie humaine qui forme la structure de partie du réseau dans la membrane intérieure des cellules. Quand ces protéines groupent ensemble dans une cellule saine, le réseau fournit la souplesse mécanique à la cellule ainsi il peut serrer par les capillaires étroits et d'autres espaces serrés. Mais quand la cellule devient infectée avec le parasite de malaria, la structure de la protéine de réseau change.

« Puisque le mécanisme de groupement n'est pas comprise bonne, nous avons décidé de l'examiner avec les points, » dit le biophysist Fuyuki Tokumasu de NIAID. « Nous avons pensé si nous pourrions développer une technique pour concevoir le groupement, nous pourrions apprendre quelque chose au sujet du progrès d'une infection de malaria, qui a plusieurs stades de développement distincts. »

Les efforts de l'équipe ont indiqué que comme les protéines de membrane se rassemblent, les points de tranche de temps fixés à eux sont induits pour se grouper et pour rougeoyer plus brillamment, permettant à des scientifiques d'observer car le groupement des protéines progresse. Plus grand, l'équipe a constaté que quand les points de tranche de temps se fixent à d'autres nanomaterials, les propriétés optiques des points changent des façons uniques dans chaque cas. Ils ont également trouvé la preuve que le point de tranche de temps des propriétés qu'optiques sont modifiées comme l'environnement de nanoscale change, offrant une possibilité plus grande d'utiliser la tranche de temps pointille pour sentir l'environnement biochimique local à l'intérieur des cellules.

« Quelques préoccupations demeurent au-dessus de la toxicité et d'autres propriétés, » Hwang dit, « mais totalement, nos découvertes indiquent que les points de tranche de temps pourraient être un outil de valeur pour vérifier des processus cellulaires dynamiques. »

* H. Kang, F. Tokumasu, M. Clarke, Z. Zhou, J. Tang, T. Nguyen et J. Hwang. Sondant la fluorescence des propriétés dynamiques de seule et groupée tranche de temps pointille vers la représentation biomédicale quantitative des cellules. Fils Nanomedicine et Nanobiotechnologie. Vue Précoce en ligne chez http://wires.wiley.com/WileyCDA/WiresIssue/wisId-WNAN.html?pageType=early.

Last Update: 13. January 2012 11:55

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