Nanopartikel multifungsi mbisakake jinis pencitraan biologis anyar
Nanopartikel multifungsi mbisakake jinis pencitraan biologis anyar
Anonim

Nemokake sel kanker tunggal sing wis bebas saka tumor lan ngliwati aliran getih kanggo ngjajah organ anyar bisa uga katon kaya jarum ing tumpukan jerami. Nanging teknik pencitraan anyar saka Universitas Washington minangka langkah pertama kanggo nggawe iki bisa ditindakake.

Peneliti UW wis ngembangake nanopartikel multifungsi sing ngilangake gangguan latar mburi, mbisakake bentuk pencitraan medis sing luwih tepat - sing ateges mbusak tumpukan jerami, saengga jarum kasebut sumunar. Demonstrasi sukses kanthi pencitraan fotoakustik dilapurake dina iki (27 Juli) ing jurnal Nature Communications.

Nanopartikel minangka agen kontras sing njanjeni kanggo pencitraan medis ultrasensitif. Nanging ing kabeh teknik sing ora nggunakake tracer radioaktif, jaringan ing sakubenge cenderung ngatasi sinyal sing ringkih, nyegah peneliti saka ndeteksi mung siji utawa sawetara sel.

"Sanajan jaringan ora meh efektif kanggo ngasilake sinyal minangka agen kontras, jumlah jaringan luwih akeh tinimbang jumlah agen kontras lan sinyal latar mburi dhuwur banget," ujare panulis utama Xiaohu Gao, a Asisten profesor bioteknologi UW.

Nanopartikel sing mentas ditampilake ngrampungake masalah iki kanthi nggabungake rong sifat kanggo nggawe gambar sing beda karo teknik sing wis ana.

Partikel anyar nggabungake sifat magnetik lan pencitraan fotoakustik kanggo mbusak gangguan latar mburi. Peneliti nggunakake medan magnet pulsing kanggo goyangake nanopartikel kanthi inti magnetik. Banjur njupuk gambar fotoakustik lan nggunakake teknik pangolahan gambar kanggo mbusak kabeh kajaba piksel geter.

Gao mbandhingake teknik anyar karo piranti lunak panyuntingan foto "Tourist Remover" sing ngidini fotografer mbusak wong liya kanthi nggabungake sawetara foto saka pemandangan sing padha lan mung nyimpen bagean gambar sing ora obah. "Kita nggunakake strategi sing padha banget," ujare Gao. "Tinimbang tetep bagean stasioner, kita mung nyimpen bagean obah.

"Kita nggunakake medan magnet eksternal kanggo goyangake partikel," jlentrehe. "Banjur mung ana siji jinis partikel sing bakal goyang ing frekuensi medan magnet kita, yaiku partikel kita dhewe."

Eksperimen karo jaringan sintetik nuduhake teknik kasebut meh bisa nyuda sinyal latar mburi sing kuwat. Pakaryan ing mangsa ngarep bakal nyoba nggawe duplikat asil ing kewan laboratorium, ujare Gao.

Partikel 30-nanometer kasusun saka inti magnet wesi-oksida kanthi cangkang emas tipis sing ngubengi nanging ora ndemek tengah. Cangkang emas digunakake kanggo nyerep cahya inframerah, lan uga bisa digunakake kanggo pencitraan optik, ngirim terapi panas, utawa nempelake biomolekul sing bakal nyekel sel tartamtu.

Sadurungé karya klompok Gao digabungake fungsi ing nanopartikel siji, soko sing angel amarga ukuran cilik.

"Ing nanopartikel, siji ditambah siji asring kurang saka loro," ujare Gao. "Karya sadurunge nuduhake yen siji tambah siji bisa padha karo loro. Makalah iki nuduhake yen siji tambah siji, pungkasane, luwih saka loro."

Pencitraan biologis pisanan, ing taun 1950-an, digunakake kanggo ngenali anatomi ing jero awak, ndeteksi tumor utawa janin. Generasi kapindho wis digunakake kanggo ngawasi fungsi - fMRI, utawa pencitraan resonansi magnetik fungsional, contone, ndeteksi panggunaan oksigen ing otak kanggo ngasilake gambar aktivitas otak. Pencitraan generasi sabanjure bakal dadi pencitraan molekuler, ujare co-penulis Matthew O'Donnell, profesor bioengineering lan dekan teknik UW.

Iki tegese tes medis lan jumlah sel bisa ditindakake ing njero awak. Ing tembung liya, tinimbang njupuk biopsi lan mriksa jaringan ing mikroskop, pencitraan bisa ndeteksi protein tartamtu utawa aktivitas abnormal ing sumber kasebut.

Nanging nggawe iki kelakon tegese nambah watesan kapercayan saka imaging.

"Dina iki, kita bisa nggunakake biomarker kanggo ndeleng ing ngendi ana akeh koleksi sel sing lara," ujare O'Donnell. "Teknik anyar iki bisa nyebabake sampeyan mudhun menyang tingkat sing tepat banget, bisa dadi siji sel."

Peneliti nguji cara kanggo pencitraan fotoakustik, cara sing murah saiki dikembangake sing sensitif marang variasi tipis ing sifat jaringan lan bisa nembus sawetara sentimeter ing jaringan alus. Kerjane kanthi nggunakake pulsa cahya laser kanggo panas sel rada banget. Panas iki nyebabake sèl kedher lan ngasilake gelombang ultrasonik sing ngliwati jaringan menyang permukaan awak. Teknik anyar uga kudu ditrapake kanggo jinis pencitraan liyane, ujare penulis.

Popular dening topik