(Phys.org) – Stanfords forskare har utvecklat en fluorescensavbildningsteknik som gör att de kan se de pulserande blodkärlen hos levande djur med oöverträffad klarhet. Jämfört med konventionella bildtekniker, ökningen av skärpa liknar att torka av dimman från dina glasögon.

Tekniken, kallas nära infraröd-II-avbildning, eller NIR-II, innebär att man först injicerar vattenlösliga kolnanorör i det levande subjektets blodomlopp.

Forskarna lyser sedan en laser (dess ljus är i det nära infraröda området, en våglängd på cirka 0,8 mikron) över motivet; I detta fall, en mus.

Ljuset får de specialdesignade nanorören att fluorescera vid en längre våglängd på 1-1,4 mikron, som sedan detekteras för att bestämma blodkärlens struktur.

Att nanorören fluorescerar vid betydligt längre våglängder än konventionella bildtekniker är avgörande för att uppnå de fantastiskt tydliga bilderna av de små blodkärlen:ljus med längre våglängder sprider mindre, och skapar därmed skarpare bilder av kärlen. En annan fördel med att detektera så långt våglängdsljus är att detektorn registrerar mindre bakgrundsljud eftersom kroppen inte producerar autofluorescens i detta våglängdsområde.

Förutom att ge fina detaljer, tekniken – utvecklad av Stanford-forskarna Hongjie Dai, professor i kemi; John Cooke, professor i kardiovaskulär medicin; och Ngan Huang, tillförordnad biträdande professor i hjärt-thoraxkirurgi – har en snabb bildupptagningshastighet, gör det möjligt för forskare att mäta blodflödet i nästan realtid.

Möjligheten att få både blodflödesinformation och blodkärlens klarhet var inte tidigare möjlig, och kommer att vara särskilt användbart för att studera djurmodeller av artärsjukdom, såsom hur blodflödet påverkas av de artärblockeringar och sammandragningar som orsakar, bland annat, stroke och hjärtinfarkt.

"För medicinsk forskning, det är ett mycket trevligt verktyg för att titta på funktioner hos små djur, "Sa Dai." Det kommer att hjälpa oss att bättre förstå vissa kärlsjukdomar och hur de reagerar på terapi, och hur vi kan tänka ut bättre behandlingar."

Eftersom NIR-II bara kan penetrera en centimeter, som mest, in i kroppen, det kommer inte att ersätta andra bildtekniker för människor, men det kommer att vara en kraftfull metod för att studera djurmodeller genom att ersätta eller komplettera röntgen, CT, MR- och laserdopplertekniker.

Nästa steg för forskningen, och en som kommer att göra tekniken lättare accepterad för användning hos människor, är att utforska alternativa fluorescerande molekyler, sa Dai. "Vi skulle vilja hitta något mindre än kolnanorören men som avger ljus med samma långa våglängd, så att de lätt kan utsöndras från kroppen och vi kan eliminera eventuella toxicitetsproblem."

Studiens ledande författare är doktoranden Guosong Hong vid kemiska institutionen och forskningsassistent Jerry Lee vid Medicinska skolan. Andra medförfattare inkluderar doktoranden Joshua Robinson och postdoktorerna Uwe Raaz och Liming Xie. Arbetet stöddes av National Cancer Institute, det nationella hjärtat, Lung and Blood Institute och ett Stanford Graduate Fellowship.

Verket publicerades online i Naturmedicin .