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Incandescenza Novella di Nanoparticelle Attraverso il Tessuto Biologico, Migliorante Rappresentazione Biomedica

Published on September 28, 2012 at 9:34 AM

Un gruppo di ricerca internazionale ha creato le nanoparticelle photoluminescent uniche che splendono chiaramente con più di 3 centimetri del tessuto biologico -- una profondità che rende loro uno strumento di promessa per bioimaging ottico del profondo-tessuto.

Sebbene la rappresentazione ottica sia una tecnica robusta ed economica comunemente usata nelle applicazioni biomediche, le tecnologie correnti mancano della capacità di guardare in profondità nel tessuto, i ricercatori hanno detto. Ciò crea una domanda dello sviluppo di nuovi approcci che forniscono bioimaging ottico ad alta definizione e ad alto contrasto che medici e gli scienziati potrebbero usare per identificare i tumori o altre anomalie in profondità sotto l'interfaccia.

Un'immagine di microscopia elettronica di trasmissione delle nanoparticelle progettate per rappresentazione del profondo-tessuto. Ogni particella consiste di una memoria imballata dentro un quadrato, shell del fluoruro di calcio. Credito di Foto: Zhipeng Li

Le nanoparticelle di recente creazione consistono di una memoria di nanocrystalline che contiene il tulio, il sodio, l'itterbio ed il fluoro, interamente imballati dentro un quadrato, shell del fluoruro di calcio.

Le particelle sono speciali per parecchie ragioni. In Primo Luogo, assorbono ed emettono l'indicatore luminoso vicino all'infrarosso, con l'indicatore luminoso emesso che ha una lunghezza d'onda molto più breve che l'indicatore luminoso assorbente. Ciò è differente da come le molecole in tessuti biologici assorbono ed emettono l'indicatore luminoso, in modo da significa che gli scienziati possono usare le particelle per ottenere più profondo, la rappresentazione di alto-contrasto che alle le tecniche basate a fluorescenza tradizionali.

In Secondo Luogo, il materiale per lo shell delle nanoparticelle -- fluoruro di calcio -- è una sostanza trovata in minerale del dente e dell'osso. Ciò rende le particelle compatibili con biologia umana, diminuente il rischio di effetti contrari. Lo shell egualmente è trovato per aumentare significativamente il risparmio di temi di fotoluminescenza.

Per emettere l'indicatore luminoso, le particelle impiegano un trattamento chiamato su-conversione di quasi-infrarosso--vicino-infrarosso, o “NIR-a-NIR.„ Con questo trattamento, le particelle assorbono le paia dei fotoni e combinano questi nei singoli, fotoni più ad alta energia che poi sono emessi.

Una ragione NIR-a-NI'è ideale per la rappresentazione ottica è che le particelle assorbono ed emettono l'indicatore luminoso nella regione vicina all'infrarosso dello spettro elettromagnetico, che le guide diminuiscono l'interferenza di sfondo. Questa regione dello spettro è conosciuta come “la finestra della trasparenza ottica„ per il tessuto biologico, poiché il tessuto biologico assorbe e sparge l'indicatore luminoso il più minimo dentro il questo intervallo.

Gli scienziati hanno verificato le particelle negli esperimenti che la rappresentazione inclusa loro ha iniettato in mouse e nella rappresentazione una capsula in pieno delle particelle attraverso una fetta di maiale spesso più di 3 centimetri. In ogni caso, i ricercatori potevano ottenere le immagini vibranti e ad alto contrasto delle particelle che splendono attraverso il tessuto.

I risultati dello studio sono comparso online il 28 agosto nel giornale Nano di ACS. La collaborazione internazionale ha incluso i ricercatori dall'Università alla Buffalo e ad altre istituzioni negli Stati Uniti, in Cina, in Corea del Sud ed in Svezia. Era guidata co dai Paras N. Prasad, il Professor Distinto SUNY e direttore esecutivo dell'Istituto di UB per i Laser, Fotonica e Biofotonica (ILPB) e Gruppo Han, un assistente universitario all'Università di Facoltà di Medicina di Massachusetts.

“Prevediamo che i beni unprecendented nei nanocrystals che shell/di nucleo abbiamo progettato gettino un ponte sulle disconnessioni numermous in mezzo in vitro e in vivo studi e eventully piombo alle nuove scoperte nei campi di biologia e medicina,„ ha detto Han, esprimente la sua eccitazione circa i risultati della ricerca.

Studi il co-author Tymish Y. Ohulchanskyy, un vice direttore di ILPB, che crede che la profondità ottica della rappresentazione di 3 centimetri sia senza precedenti per le nanoparticelle che forniscono tale visualizzazione ad alto contrasto.

“L'Imaging biomedico è un'area emergente e la rappresentazione ottica è una tecnica importante in questa area,„ ha detto Ohulchanskyy. “Sviluppare questo nuovo nanoplatform è un passo avanti reale per bioimaging ottico del tessuto più profondo.„

I primi autori del documento erano Guanying Chen, assistente universitario della ricerca a ILPB e scienziato all'Istituto di Tecnologia dell'Istituto di Tecnologia e della Svezia di Harbin della Cina ed a Jie Shen Reali dell'Università di Facoltà di Medicina di Massachusetts. Altre istituzioni che hanno contribuito l'Istituto incluso del Cancro della Sosta di Roswell, l'Università di North Carolina a Chapel Hill e la Korea University a Seoul.

Il punto seguente nella ricerca è di esaminare le modalità di ottimizzazione delle nanoparticelle alle cellule tumorali e ad altri obiettivi biologici che potrebbero essere imaged. Chen, Shen e Ohulchanskyy hanno detto che la speranza è affinchè le nanoparticelle si trasformasse in in una piattaforma per bioimaging multimodale.

Sorgente: Università della Buffalo.

Last Update: 28. September 2012 10:46

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