Kvantprickar, små halvledarnanopartiklar som fluorescerar starkt med skarpt definierade färger, har enorma löften som biomedicinska avbildningsmedel förutom ett problem - de flesta är gjorda av potentiellt farliga material som kadmium och selen. Nu, dock, ett samarbete mellan forskare vid Stanford University och Xiamen University i Kina har gett en stabil, biokompatibel kvantpunkt som verkar ha den önskade uppsättningen egenskaper som behövs för biomedicinsk avbildning.
Teamet ledd av Zhen Cheng från Xiamen University och Sanjiv Gambhir från Stanford University School of Medicine rapporterade sitt arbete i tidskriften Nanobokstäver . Dr. Gambhir är medansvarig utredare för Stanford University Center for Cancer Nanotechnology Excellence and Translation.
För att lösa problemet med biokompatibilitet, utredarna sökte efter halvledande material som hade de önskade optiska egenskaperna att fluorescera i det nära-infraröda området av spektrumet och som ändå inte var potentiellt toxiska. De slog sig ner på en kombination av indiumfosfid och zinksulfid och skapade en nanopartikel med en indiumfosfidkärna och ett zinksulfidskal. De resulterande kvantprickarna fluorescerade ljust vid 710 nanometer, en våglängd av ljus som passerar genom biologiska vävnader och kan ses inifrån kroppen. För att förbättra de farmakologiska egenskaperna hos kvantprickarna - deras förmåga att färdas obehindrat genom blodomloppet, penetrera vävnader, och nå biologiska mål – forskarna täckte nanopartiklarna med en biokompatibel polymer känd som en dendrimer. Denna beläggning fungerade också som en bekväm fästpunkt för en peptid med tre aminosyror arginin-glycin-asparaginsyra, känd som RGD, som riktar sig mot många typer av tumörer.
Tester med cancerceller och tumörbärande djur visade att dessa nanoprober tydligt avbildade tumörer som är kända för att binda till RGD. På grund av deras ringa storlek, kvantprickarna samlas i tumörer via de läckande blodkärlen som omger tumörer. Biodistributionstester visade att cirka 60 procent av en injicerad dos av de nya kvantprickarna rensades från kroppen inom en dag, och att 100 procents clearance uppnåddes inom en vecka. Lika viktigt, djur som doserats med denna nya typ av nanopartikel upplevde inga uppenbara skadliga effekter.
Detta jobb, som beskrivs i en artikel med titeln, "En ny kliniskt översättbar fluorescerande nanopartikel för riktad molekylär avbildning av tumörer hos levande försökspersoner, "stöddes delvis av NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, ett omfattande initiativ utformat för att påskynda tillämpningen av nanoteknik för att förebygga, diagnos, och behandling av cancer. Ett sammandrag av denna artikel finns på tidskriftens webbplats.
