紅外發(fā)光納米顆粒為研究人員提供了活體小鼠大腦內(nèi)部的視圖
斯坦福大學(xué)的化學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新的深層組織成像技術(shù),該技術(shù)可以看到活著的受試者的皮膚下方,以無(wú)與倫比的清晰度照亮埋藏的腫瘤。
在9月30日出版的《自然生物技術(shù)》雜志上的一項(xiàng)新研究中,研究人員展示了如何使用他們的技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)癌癥患者對(duì)免疫療法的反應(yīng)并跟蹤治療后的進(jìn)展。
斯坦福大學(xué)人文與科學(xué)學(xué)院的研究負(fù)責(zé)人戴宏杰,JG Jackson和CJ Wood化學(xué)教授說(shuō):“我們將這種紅外視覺(jué)稱為無(wú)創(chuàng)地凝視生物組織。”
該技術(shù)依賴于含有the元素的納米顆粒,這種元素屬于一類所謂的稀土礦物,化學(xué)家因其在紅外光中的獨(dú)特發(fā)光能力而對(duì)其予以獎(jiǎng)勵(lì)。
研究小組用化學(xué)工程涂層覆蓋了納米顆粒,這有助于顆粒溶解在血液中,并使其毒性更小并且更快地排出體外。此外,該涂層還為分子提供了錨定點(diǎn),這些分子的作用就像制導(dǎo)導(dǎo)彈一樣,可以定位并附著在細(xì)胞上的特定蛋白質(zhì)上。
清除霧
研究人員說(shuō),在低功率的LED燈下,particles粒子可以在明亮的紅外光下照射目標(biāo)組織甚至單個(gè)細(xì)胞,與傳統(tǒng)的成像技術(shù)相比,可以看到更深,分辨率更高。這項(xiàng)研究的第一作者,戴博士實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員鐘騰騰說(shuō):“就像在霧氣彌漫的冬天前后在高速公路上開(kāi)車時(shí)看到的一樣。” “綜合的成像深度,分子特異性和多樣性以及時(shí)空分辨率是以前的技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。”
mouse納米顆粒探針在紅外光下照射活著的小鼠的腦血管。信用:斯坦福大學(xué)
在一段強(qiáng)調(diào)其納米探針功能的視頻中,一只活著的老鼠體內(nèi)的大腦分支血管被藍(lán)綠色的光所住,并隨著生物移動(dòng)其頭部而移動(dòng)。“我們的方法允許觀察完整的小鼠大腦,而傳統(tǒng)方法只能觀察到頭皮,”該研究的第一作者,戴氏實(shí)驗(yàn)室的研究生卓然馬說(shuō)。
在這項(xiàng)研究中,研究人員表明,他們的技術(shù)可以識(shí)別攜帶蛋白質(zhì)的小鼠腫瘤,這種蛋白質(zhì)使小鼠容易受到激活人體自身免疫系統(tǒng)的癌癥藥物的攻擊。這種方法可以提供一種非侵入性的方式來(lái)識(shí)別對(duì)這些藥物反應(yīng)良好的患者,而無(wú)需像他們目前所需要的那樣對(duì)腫瘤進(jìn)行取樣或活檢。
同樣,nanoparticles納米粒子可以監(jiān)測(cè)癌癥治療后患者的反應(yīng),以跟蹤他們是否對(duì)藥物有反應(yīng)以及腫瘤是否縮小。
作為演示,戴及其同事將colleagues納米顆粒與另一種紅外成像技術(shù)結(jié)合使用,可以同時(shí)對(duì)兩個(gè)分子靶標(biāo)(癌細(xì)胞和T細(xì)胞)進(jìn)行同步成像。結(jié)果是分層的多色快照,顯示了T細(xì)胞從小鼠體內(nèi)其他部位歸巢在腫瘤上。
研究人員說(shuō),他們的技術(shù)還可以使外科醫(yī)生更精確地切除腫瘤,并幫助生物學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究人員研究細(xì)胞內(nèi)的基本過(guò)程。
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