Автор AZoNano 3 июня 2021 г.

]

Исследовательская группа из KTH разработала инновационные наноразмерные частицы для улучшения обнаружения опухолей внутри тела и в биопсийной ткани. Прогресс может позволить идентифицировать опухоли на ранних стадиях с помощью более низких доз радиации.

Для улучшения визуального контраста живых тканей улучшенная визуализация зависит от таких агентов, как биомолекулы и флуоресцентные красители.

Прогресс в исследованиях наночастиц расширил диапазон потенциальных контрастных агентов для более прицельной диагностики, и в настоящее время исследовательская группа из Королевского технологического института KTH еще больше повысила планку. Они интегрировали рентгеновские и оптические флуоресцентные контрастные вещества в индивидуальный усилитель для обоих режимов.

Мухаммет Топрак, профессор химии материалов в KTH, заявил, что производство контрастных веществ открывает новое измерение в области рентгеновской био-визуализации. Исследование было опубликовано в ACS Nano журнале Американского химического общества

.

Эта уникальная конструкция наночастиц открывает путь к диагностике опухолей in vivo с использованием рентгенофлуоресцентной компьютерной томографии (XFCT) .

Мухаммет Топрак, профессор химии материалов, Королевский технологический институт KTH

Топрак заявил, что новые «наночастицы ядро-оболочка» могут сыграть роль в появлении тераностики, приспособления для диагностики и терапии, в котором, например, отдельные частицы, содержащие лекарство, могут как обнаруживать, так и лечить злокачественные ткани.

Конструкция корпуса

Название контрастный агент ядро-оболочка происходит от его архитектуры. Он состоит из основной комбинации наночастиц с ранее установленным потенциалом для рентгеновской флуоресцентной визуализации, таких как оксид молибдена (IV) и рутений.

Это ядро ​​обернуто оболочкой, состоящей из диоксида кремния и Cy5.5, красителя, излучающего флуоресценцию в ближней инфракрасной области, используемого для оптических методов визуализации, таких как оптическая спектроскопия и микроскопия.

Топрак заявляет, что яркость агента увеличивается, а его фотостабильность увеличивается за счет инкапсуляции красителя Cy5.5 внутри кремнеземной оболочки, что позволяет использовать рентгеновский или двойной оптический метод визуализации. Кроме того, кремнезем обладает тем преимуществом, что смягчает токсическое воздействие ядерных наночастиц.

Повышение вероятности обнаружения

Испытания, проведенные на лабораторных мышах, показали, что контрастные вещества XFCT позволяют локализовать опухоли на ранней стадии размером всего несколько миллиметров.

По словам Топрака, эта технология открывает путь для определения опухолей на ранних стадиях, присутствующих в живых тканях.

Это связано с существованием нескольких контрастных агентов, увеличивающих вероятность того, что пораженные участки появятся при сканировании, даже если распределение наночастиц оказывается скрытым из-за их связи с белками или другими биологическими молекулами.

Наночастицы разного размера, происходящие из одного и того же материала, по-видимому, не распределяются в крови в одинаковых концентрациях . Это потому, что, когда они соприкасаются с вашим телом, они быстро окутываются различными биологическими молекулами, что придает им новую идентичность .

Мухаммет Топрак, профессор химии материалов, Королевский технологический институт KTH

Топрак заявляет, что множество контрастных веществ для XFCT позволит изучать биораспределение наночастиц in vivo с помощью рентгеновских лучей с низкой дозой. Это позволило бы определить наилучший размер и химию поверхности наночастиц для предпочтительного нацеливания и визуализации пораженной области.

Помимо Топрака, соавторами исследования были Джованни М. Саладино, Кармен Фогт, Юян Ли, Киан Шейкер, Берта Бродин, Мартин Свенда и Ханс М. Герц. Исследование финансировалось Фондом Кнута и Алисы Валленберг, номер гранта KAW2016.0057.

Ссылка на журнал:

Саладино, Г. М., и др. . (2021) Оптические и рентгенофлуоресцентные наночастицы для биовизуализации в двух режимах. САУ Нано . doi.org/10.1021/acsnano.0c10127.

Источник: https://www.kth.se/en[19459008visible