(PhysOrg.com) -- Med hjälp av lasrar och nanopartiklar, forskare vid Rice University har upptäckt en ny teknik för att peka ut enskilda sjuka celler och förstöra dem med små explosioner. Forskarna använde lasrar för att göra "nanobubblor" genom att zappa guldnanopartiklar inuti celler. I tester på cancerceller, de fann att de kunde ställa in lasrarna för att skapa antingen små, ljusa bubblor som var synliga men ofarliga eller stora bubblor som sprängde cellerna.
"Encellig inriktning är en av de mest framstående fördelarna med nanomedicin, och vårt tillvägagångssätt håller det löftet med en lokal effekt inuti en enskild cell, " sa risfysikern Dmitri Lapotko, huvudforskaren i projektet. "Tanken är att upptäcka och behandla ohälsosamma celler tidigt, innan en sjukdom utvecklas till den grad att människor blir extremt sjuka."
Forskningen finns tillgänglig online i tidskriften Nanoteknik .
Nanobubblor skapas när guldnanopartiklar träffas av korta laserpulser. De kortlivade bubblorna är mycket ljusa och kan göras mindre eller större genom att variera laserns kraft. Eftersom de är synliga under ett mikroskop, nanobubblor kan användas för att antingen diagnostisera sjuka celler eller för att spåra explosionerna som förstör dem.
I laboratoriestudier som publicerades förra året, Lapotko och kollegor vid Laboratory for Laser Cytotechnologies vid A.V. Lykov Heat and Mass Transfer Institute i Minsk, Vitryssland, applicerade nanobubblor på arteriell plack. De fann att de kunde spränga rakt igenom avlagringarna som blockerar artärer.
"Bubblorna fungerar som en hammare, sa Lapotko.
I den aktuella studien, Lapotko och Rice-kollegan Jason Hafner, docent i fysik och astronomi och i kemi, testade tillvägagångssättet på leukemiceller och celler från huvud- och halscancer. De fäste antikroppar till nanopartiklarna så att de bara skulle rikta sig mot cancercellerna, och de fann att tekniken var effektiv för att lokalisera och döda cancercellerna.
Lapotko sa att nanobubbletekniken skulle kunna användas för "teranostik, " en enda process som kombinerar diagnos och terapi. Dessutom, eftersom de cellsprängande nanobubblorna också dyker upp på mikroskop i realtid, Lapotko sa att tekniken kan användas för post-terapeutisk bedömning, eller vad läkare ofta kallar "vägledning".
Hafner sa, "Bubblornas mekaniska och optiska egenskaper erbjuder unika fördelar när det gäller att lokalisera de biomedicinska tillämpningarna till den individuella cellnivån, eller kanske till och med att arbeta inom celler."
