(Phys.org) - För att förstå cellfunktionen, vi måste kunna studera dem i sin egen miljö, in vivo. Även om det finns många tekniker för att studera celler in vitro, eller i laboratoriemiljö, in vivo -studier är mycket svårare. En ny studie av ett team av forskare vid Massachusetts Institute of Technology och Harvard Medical School använde ett unikt quantum dot-antikroppskonjugat för att underlätta in vivo-studier av benmärgsstamceller hos möss. Denna studie rapporterades i Proceedings of the National Academy of Science .

Vanligtvis, att studera en cell in vivo innebär att man gör invasiva modifieringar av cellen eller organismen som stör cellens inhemska miljö. Dessutom, många in vivo -studier involverar att studera grupper av celler, snarare än att spåra en enda cell. Tidigare tekniker involverade manipulering av cellerna genom immunhistokemi, genteknik, eller bestrålning av organismen. Alla dessa tekniker skapar antingen väsentliga förändringar i den inhemska miljön, eller så kan de bara titta på en "ögonblicksbild" av cellen som interagerar med dess omgivning. Det kan inte studera cellens rörelse i hela kroppen.

Quantum dots är halvledarliknande nanopartiklar med optiska egenskaper som kan finjusteras för ett brett spektrum av optiskt baserade studier, inklusive infrarött och fluorescens. Han, et al. riktade sig till en viss celltyp genom att kombinera kvantprickar med antikroppar matchade cellens ytreceptorer, så att de skulle kombinera som ett lås och nyckel.

Deras kvantprick-antikroppssystem byggdes av kvantprickar kombinerade med polyimidazolligander (PIL) och norbornen. PIL är mycket stabila och täcker ytan av kvantprickar. Norbornene är en mångsidig funktionell grupp som upprätthåller en neutral laddning, vilket gör det till ett bra val för spridning i hela kroppen. Norbornene fästes till en antikropp som var specifik för Sca1 ⁺ c-Kit ⁺ celler, som är en typ av stamceller som finns i benmärgen i kalvariet.

Kvantprick-antikroppskonjugaten var tillräckligt små för att diffundera genom cellen och var tillräckligt specifika för att de inte skulle fästa vid oönskade celler. Dessutom, de gav en tillräcklig signal för optiska studier och flödescytometri, tillåta studier av Sca1 ⁺ c-Kit ⁺ celldiffusion i benmärgen hos omanipulerade möss.

Denna metod för att studera enskilda celler i sin infödda miljö är tillräckligt mångsidig för att kunna användas för andra celltyper genom att fästa olika antikroppar till en kvantpunkt. Dessutom, studien visade att kvantpunkt-antikroppskonjugaten var mycket stabila med en lång halveringstid i cirkulation, möjliggör en mer omfattande studie av cellulära interaktioner in vivo. Till sist, reningsprocessen producerade mycket rena konjugat med få obundna molekyler, och konjugatstorleken för kvantprick-antikropp var lämplig för diffusion genom musen. Denna forskning har bredare tillämpningar, eftersom många av de faktorer som forskarna tog upp är begränsningar för alla in vivo cellstudier.

© 2015 Phys.org