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Resplandor Nuevo de Nanoparticles A Través del Tejido Biológico, Aumentando Proyección De Imagen Biomédica

Published on September 28, 2012 at 9:34 AM

Un equipo de investigación internacional ha creado los nanoparticles fotoluminiscentes únicos que brillan sin obstrucción con más de 3 centímetros del tejido biológico -- una profundidad que les hace una herramienta prometedora para bioimaging óptico del profundo-tejido.

Aunque la proyección de imagen óptica es una técnica robusta y barata de uso general en aplicaciones biomédicas, las tecnologías actuales faltan la capacidad de observar profundamente en tejido, los investigadores dijeron. Esto crea una demanda para el revelado de las nuevas aproximaciones que proporcionan a de alta resolución, el bioimaging óptico del alto-contraste que los doctores y los científicos podrían utilizar para determinar tumores u otras anomalías profundamente debajo de la piel.

Una imagen de la microscopia electrónica de transmisión de los nanoparticles diseñados para la proyección de imagen del profundo-tejido. Cada partícula consiste en una base embalada dentro de un cuadrado, shell del calcio-fluoruro. Haber de Foto: Zhipeng Li

Los nanoparticles creados recientemente consisten en una base del nanocrystalline que contiene el tulio, el sodio, el iterbio y el flúor, embalados todo dentro de un cuadrado, shell del calcio-fluoruro.

Las partículas son especiales por varias razones. Primero, absorben y emiten la luz del infrarrojo cercano, con la luz emitida teniendo una longitud de onda mucho más corta que la luz absorbente. Esto es diferente de cómo las moléculas en tejidos biológicos absorben y emiten la luz, así que significa que los científicos pueden utilizar las partículas para obtener más profundo, proyección de imagen del alto-contraste que técnicas fluorescencia-basadas tradicionales.

En Segundo Lugar, el material para el shell de los nanoparticles -- fluoruro del calcio -- es una substancia encontrada en mineral del hueso y del diente. Esto hace las partículas compatibles con la biología humana, reduciendo el riesgo de efectos nocivos. El shell también se encuentra para aumentar importante la eficiencia del photoluminescence.

Para emitir la luz, las partículas emplean un proceso llamado la hacia arriba-conversión cercano-infrarrojo-a-cercano-infrarroja, o “NIR-a-NIR.” Con este proceso, las partículas absorben pares de fotones y combinan éstos en los fotones únicos, más de gran energía que entonces se emiten.

Una razón NIR-a-NIR es ideal para la proyección de imagen óptica es que las partículas absorben y emiten la luz en la región del infrarrojo cercano del espectro electromágnetico, que las ayudas reducen interferencia de los antecedentes. Esta región del espectro se conoce como la “ventana de la diapositiva óptica” para el tejido biológico, puesto que el tejido biológico absorbe y dispersa la luz lo más menos posible hacia adentro el este rango.

Los científicos probaron las partículas en los experimentos que la proyección de imagen incluida ellos inyectó en ratones, y la proyección de imagen una cápsula por completo de las partículas a través de una rebanada de cerdo más de 3 centímetros de grueso. En cada caso, los investigadores podían obtener vibrante, imágenes del alto-contraste de las partículas que brillaban a través de tejido.

Los resultados del estudio aparecieron en línea el 28 de agosto en el gorrón Nano de ACS. La colaboración internacional incluyó a investigadores de la Universidad en el Búfalo y otras instituciones en los E.E.U.U., la China, Corea del Sur y la Suecia. Co-fue llevada por Paras N. Prasad, Profesor Distinguido SUNY y director ejecutivo del Instituto de UB para los Laseres, Photonics y Biophotonics (ILPB), y Cuadrilla Han, profesor adjunto en la Universidad de la Facultad de Medicina de Massachusetts.

“Contamos con que las propiedades unprecendented en los nanocrystals de la base/del shell que diseñamos puentearán desconexiones numermous en medio in vitro y in vivo los estudios, y eventully llevan a los nuevos descubrimientos en los campos de la biología y remedio,” dijo a Han, expresando su entusiasmo sobre las conclusión de la investigación.

Estudie al co-autor Tymish Y. Ohulchanskyy, vicedirector de ILPB, cree que la profundidad óptica de la proyección de imagen de 3 centímetros es sin precedente para los nanoparticles que proporcionan a tal visualización del alto-contraste.

La “proyección de imagen Médica es un área emergente, y la proyección de imagen óptica es una técnica importante en esta área,” dijo a Ohulchanskyy. “Desarrollar este nuevo nanoplatform es un paso de progresión real hacia adelante para bioimaging óptico de un tejido más profundo.”

Los primeros autores del papel eran Guanying Chen, profesor adjunto de la investigación en ILPB y científico en el Instituto de Tecnología y Jie Reales Shen del Instituto de Tecnología y de Suecia de Harbin de China de la Universidad de la Facultad de Medicina de Massachusetts. Otras instituciones que contribuyeron el Instituto incluido del Cáncer del Parque de Roswell, la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad de Corea en Seul.

El paso de progresión siguiente en la investigación es explorar maneras de apuntar los nanoparticles a las células cancerosas y a otras metas biológicas que podrían ser reflejadas. Chen, Shen y Ohulchanskyy dijeron que la esperanza está para que los nanoparticles se conviertan en una plataforma para bioimaging multimodal.

Fuente: Universidad del Búfalo.

Last Update: 28. September 2012 10:47

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