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Neues Nanoparticles-Glühen Durch das Biologische Gewebe, Biomedizinische Darstellung Erhöhend

Published on September 28, 2012 at 9:34 AM

Ein internationales Forscherteam hat eindeutige photoluminescent nanoparticles erstellt, die offenbar durch mehr als 3 Zentimeter des biologischen Gewebes glänzen -- eine Tiefe, die sie ein viel versprechendes Hilfsmittel für Tiefengewebe optisches Bioimaging herstellt.

Obwohl optische Darstellung eine robuste und billige Technik ist, die in den biomedizinischen Anwendungen allgemein verwendet ist, ermangeln aktuelle Technologien die Fähigkeit, Gewebe tief zu untersuchen, sagten die Forscher. Dieses erstellt eine Nachfrage nach der Entwicklung von neuen Konzepten, die das hochauflösende, kontrastreiche optische Bioimaging liefern, dass Doktoren und Wissenschaftler pflegen konnten, um Tumoren oder andere Anomalien unter der Haut tief zu kennzeichnen.

Ein Transmissions-Elektronenmikroskopie Bild von den nanoparticles bestimmt für Tiefengewebedarstellung. Jeder Partikel besteht aus einem Kern, der innerhalb eines Quadrats, Kalziumfluorid Shell ummantelt wird. Fotokredit: Zhipeng Li

Die neu erstellten nanoparticles bestehen aus einem nanocrystalline Kern, der den Thulium, Natrium, Ytterbium und Fluor enthält, ganz ummantelt innerhalb eines Quadrats, Kalziumfluorid Shell.

Die Partikel sind aus verschiedenen Gründen speziell. Zuerst absorbieren sie und strahlen fast-Infrarotleuchte aus, wenn die ausgestrahlte Leuchte eine viel kürzere Wellenlänge hat, als die absorbierte Leuchte. Dieses ist unterschiedlich zu, wie Moleküle in den biologischen Geweben Leuchte absorbieren und ausstrahlen, also bedeutet es, dass Wissenschaftler die Partikel verwenden können, um tiefere, kontrastreichere Darstellung als traditionelle Fluoreszenz-basierte Techniken zu erreichen.

Zweitens das Material für das Shell der nanoparticles -- Kalziumfluorid -- ist eine Substanz, die im Knochen- und Zahnmineral gefunden wird. Dieses macht die Partikel kompatibel mit der Humanbiologie und verringert die Gefahr von Auswirkungen. Das Shell wird auch gefunden, um die photoluminescence Leistungsfähigkeit beträchtlich zu erhöhen.

Um Leuchte auszustrahlen, setzen die Partikel einen Prozess ein, der genannt wird fast-Infrarot--zu-nah-Infrarot-obenumwandlung oder „NIR-zu-NIR.“ Durch diesen Prozess absorbieren die Partikel Paare Photonen und kombinieren diese in die einzelnen, energiereicheren Photonen, die dann ausgestrahlt werden.

Ein Grund NIR-zu-NIR ist für optische Darstellung ist ideal, dass die Partikel Leuchte in der fast-Infrarotregion des elektromagnetischen Spektrums absorbieren und ausstrahlen, dem Hilfen Hintergrundstörung verringern. Diese Region des Spektrums bekannt als das „Fenster der optischen Transparenz“ für biologisches Gewebe, da das biologische Gewebe Leuchte die am wenigsten herein diese Reichweite absorbiert und streut.

Die Wissenschaftler prüften die Partikel in den Experimenten, die enthaltene Darstellung sie in den Mäusen einspritzte, und in der Darstellung eine Kapsel voll der Partikel durch eine Scheibe von Schweinefleisch mehr als 3 Zentimeter stark. In jedem Fall waren die Forscher in der Lage, die vibrierenden, kontrastreichen Bilder der Partikel zu erhalten, die durch Gewebe glänzen.

Die Ergebnisse der Studie erschienen online am 28. August im ACS-Nano-Zapfen. Die internationale Zusammenarbeit umfaßte Forscher von der Universität am Büffel und an anderen Institutionen in den US, im Porzellan, in Südkorea und im Schweden. Sie war durch Para N. Prasad, ein SUNY Unterschiedener Professor und Geschäftsführer Instituts UBS für Laser, Photonics und Biophotonics (ILPB) und Gruppe Han, ein Assistenzprofessor an der Universität von Massachusetts-Medizinischer Fakultät mit-geführt.

„Wir erwarten, dass die unprecendented Eigenschaften in den Kern/Shell nanocrystals, die wir konstruierten, numermous Trennungen zwischen in vitro und in vivo Studien überbrücken und eventully zu neue Entdeckungen auf den Gebieten der Biologie führen und Medizin,“ sagten Han und drückten seine Aufregung über die Forschungsergebnisse aus.

Studieren Sie Mitverfasser Tymish Y. Ohulchanskyy, ein stellvertretender Direktor von ILPB, glaubt, dass die 3-Zentimeter-optische Darstellungstiefe für nanoparticles beispiellos ist, die solche kontrastreiche Sichtbarmachung liefern.

„Medizinische Darstellung ist ein auftauchender Bereich, und optische Darstellung ist eine wichtige Technik in diesem Bereich,“ sagte Ohulchanskyy. „Dieses neue nanoplatform Zu Entwickeln ist ein wirklicher Schritt nach vorn für tieferes Gewebe optisches Bioimaging.“

Die ersten Autoren des Papiers waren Guanying Chen, Professor des wissenschaftlichen Mitarbeiters an ILPB und Wissenschaftler Chinas bei Harbin-Fachhochschule Und Schwedens Königliche Fachhochschule Und bei Jie Shen der Universität von Massachusetts-Medizinischer Fakultät. Andere Institutionen, die enthaltenes Roswell-Park-Krebs-Institut, die Universität des North Carolina in Chapel Hill und Korea-Universität in Seoul beitrugen.

Der nächste Schritt in der Forschung ist, Methoden des Anvisierens der nanoparticles zu den Krebszellen und zu anderen biologischen Zielen zu erforschen, die abgebildet sein konnten. Chen, Shen und Ohulchanskyy sagten, dass die Hoffnung ist, damit die nanoparticles eine Plattform für das multimodale Bioimaging werden.

Quelle: Büffel Universität.

Last Update: 28. September 2012 10:46

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