Genom att använda en tvåstegsprocess som skapar guldnanopartiklar som ser ut som kärnor av popcorn, forskare vid Jackson State University har skapat en riktad nanopartikel som kan upptäcka så få som 50 maligna prostataceller och fungera som en termisk skalpell som kan döda cellerna. Dessutom, den optiska signalen som produceras av dessa nanopartiklar förändras när celler dör, tillhandahålla ett sätt att spåra prostatatumörcellers svar på termisk terapi.

Paresh Ray ledde Jackson State-teamet som genomförde denna studie. Resultaten av teamets arbete publicerades i Journal of the American Chemical Society .

Som syntetiserad, själva nanopartiklarna skulle vara giftiga i kroppen, men forskarna utnyttjade den giftiga komponenten för att fästa tumörmålande aptamerer och monoklonala antikroppar till de popcornformade guldkonstruktionerna. När den bestrålas med ljus, nanopartiklarna avger ljus med en annan frekvens som kan detekteras med ytförstärkt Raman-spektroskopi, eller SERS. Nanopartiklarna är så effektiva SERS-avbildningsmedel att de producerar en detekterbar optisk signal efter bindning till kluster på bara 50 celler tack vare det faktum att nanopartiklarna sedan aggregerar till kluster som producerar "hotspots" i en SERS-bild.

En gång bunden till prostatacancerceller, guldnanopartiklarna kan absorbera ljus och omvandla det till värme, höja den lokala temperaturen till 48 C, vilket är tillräckligt för att döda tumörcellerna som de är fästa vid. Under detta experiment, forskarna noterade att SERS-signalintensiteten minskade när tumörcellerna dog. Ytterligare studier visade att det fanns en direkt, linjär korrelation mellan antalet dödade celler och minskningen i signalintensitet, vilket tyder på att denna typ av mätning kan visa sig vara användbar för att bedöma den terapeutiska effekten efter fototermisk terapi.

Detta arbete beskrivs i ett papper med titeln, "Gold Nano-Popcorn-baserad målinriktad diagnos, Nanoterapi behandling, and in Situ Monitoring of Photothermal Therapy Response of Prostate Cancer Cells Using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy. "En sammanfattning av denna uppsats finns på tidskriftens webbplats.