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Lueur Nouvelle de Nanoparticles Par le Tissu Biologique, Augmentant la Représentation Biomédicale

Published on September 28, 2012 at 9:34 AM

Une équipe de recherche internationale a produit les seuls nanoparticles photoluminescents qui brillent de manière dégagée par plus de 3 centimètres de tissu biologique -- une profondeur qui leur effectue un outil prometteur pour bioimaging optique de profond-tissu.

Bien Que la représentation optique soit une technique robuste et peu coûteuse utilisée généralement dans des applications biomédicales, les technologies actuelles manquent de la capacité d'examiner profondément dans le tissu, les chercheurs ont dit. Ceci produit une demande du développement des élans neufs qui fournissent la haute définition, bioimaging optique contrasté que les médecins et les scientifiques pourraient utiliser pour recenser des tumeurs ou d'autres anomalies profondément sous la peau.

Une image de microscopie électronique de boîte de vitesses des nanoparticles conçus pour la représentation de profond-tissu. Chaque particule se compose d'un noyau emballé à l'intérieur d'un carré, shell de calcium-fluorure. Mention de source : Zhipeng Li

Les nanoparticles de création récente se composent d'un noyau de nanocrystalline contenant le thulium, le sodium, le ytterbium et le fluor, tout emballés à l'intérieur d'un carré, shell de calcium-fluorure.

Les particules sont spéciales pour plusieurs raisons. D'abord, elles absorbent et émettent la lumière de proche-infrared, avec la lumière émise ayant une longueur d'onde beaucoup plus courte que la lumière absorbée. C'est différent de la façon dont les molécules en tissus biologiques absorbent et émettent la lumière, ainsi il signifie que les scientifiques peuvent employer les particules pour obtenir une représentation plus profonde et plus contrastée que des techniques fluorescence-basées traditionnelles.

En Second Lieu, le matériau pour la shell des nanoparticles -- fluorure de calcium -- est une substance trouvée en minerai d'os et de dent. Ceci rend les particules compatibles avec la biologie humaine, réduisant le risque d'effets inverses. La shell s'avère également pour augmenter de manière significative l'efficience de photoluminescence.

Pour émettre la lumière, les particules utilisent une -conversion appelée de processus de proche-infrared-à-proche-infrared, ou « NIR-à-NIR. » Par ce procédé, les particules absorbent des paires de photons et combinent ces derniers dans les photons uniques et plus de grande énergie qui sont alors émis.

Une raison NIR-à-NIR est idéale pour la représentation optique est que les particules absorbent et émettent la lumière dans la région de proche-infrared du spectre électromagnétique, que les aides réduisent l'interférence de mouvement propre. Cette région du spectre est connue comme « hublot de transparence optique » pour le tissu biologique, puisque le tissu biologique absorbe et disperse la lumière moins dedans le ce domaine.

Les scientifiques ont testé les particules dans les expériences que la représentation incluse elles a injectées chez les souris, et la représentation une gélule complètement des particules par une part de porc plus de 3 centimètres d'épaisseur. Dans chaque cas, les chercheurs pouvaient obtenir des images vibrantes et contrastées des particules brillant par le tissu.

Les résultats de l'enquête sont apparus en ligne le 28 août dans le tourillon de Nano d'ACS. La collaboration internationale a compris des chercheurs de l'Université à Buffalo et d'autres institutions aux États-Unis, La Chine, la Corée Du Sud Et la Suède. Elle était dirigée par Co par Para N. Prasad, un Professeur Discerné par SUNY et directeur exécutif de l'Institut d'UB pour des Lasers, Photonics et Biophotonics (ILPB), et Bande Han, un professeur adjoint à l'Université de la Faculté de Médecine du Massachusetts.

« Nous comptons que les propriétés unprecendented dans les nanocrystals de noyau/shell que nous avons conçus jetteront un pont sur des déconnexions numermous entre in vitro et in vivo des études, et mènent eventully aux découvertes neuves dans les domaines de la biologie et médicament, » a indiqué Han, exprimant son excitation au sujet des découvertes de recherches.

Étudiez le co-auteur Tymish Y. Ohulchanskyy, un directeur adjoint d'ILPB, croyez que la profondeur optique de représentation de 3 centimètres est sans précédent pour les nanoparticles qui fournissent une telle visualisation contrastée.

La « Imagerie médicale est une zone apparaissante, et la représentation optique est une technique importante dans cette zone, » a dit Ohulchanskyy. « Développer ce nanoplatform neuf est un pas en avant réel pour bioimaging optique de tissu plus profond. »

Les premiers auteurs du papier étaient Guanying Chen, professeur d'aide à la recherche à ILPB et scientifique chez l'Institut de Technologie et le Jie Shen Royaux d'Institut de Technologie et de la Suède de Harbin de la Chine de l'Université de la Faculté de Médecine du Massachusetts. D'Autres institutions qui ont contribué l'Institut inclus de Cancer de Parc de Roswell, l'Université de la Caroline du Nord à Chapel Hill et l'Université de Corée à Séoul.

La prochaine phase dans la recherche est d'explorer des voies de viser les nanoparticles aux cellules cancéreuses et à d'autres objectifs biologiques qui pourraient être imagés. Chen, Shen et Ohulchanskyy ont dit que l'espoir est pour que les nanoparticles deviennent une plate-forme pour bioimaging multimodal.

Source : Université de Buffalo.

Last Update: 28. September 2012 10:46

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