Новые системы для магнитно-резонансной томографии

Исследователи Университета Гамбурга (the University of Hamburg) в Германии создали новые контрастные агенты для магнитно-резонансной томографии (МРТ) на основе функционализированных квантовых точек и нанокристаллов оксида железа. Даже при очень высоких концентрациях эти наночастицы остаются нетоксичными.

Флуоресцентные полупроводниковые квантовые точки и суперпарамагнитные нанокристаллы оксида железа Fe3O4 могут быть использованы для изучения опухолей томографическими методами как in vivo, так и in vitro, однако необходимо, чтобы используемые частицы были водорастворимы и устойчивы в биологических средах. Одним из методов для достижения этих свойств является присоединение к наночастицам специальных лигандов. Однако, как показала практика, этот процесс намного более сложен, чем кажется на первый взгляд. Типичная проблема заключается в срыве и замещении исходных водорастворимых лигандов (стабилизирующих агентов) в биологических средах.

f1_0.jpg Рис. 1. Один из исследователей группы Х. Веллера Эльмар Позелт (Elmar Pоselt) за работой в лаборатории.

В настоящее время группой немецких ученых под руководством Хорста Веллера (Horst Weller) была предложена новая система на основе амфифильных блок-сополимеров полиизопрена и полиэтиленоксида. Биофункционализация состоит из 4-ех этапов: первые два этапа включают активацию поверхности квантовых точек на основе CdSe/CdS/Zns в виде нанесения предварительного покрытия, на котором будет происходить дальнейшее инкапсулирование (обволакивание) наночастиц полимером. Полимер образует защитную гидрофобную оболочку вокруг каждой наночастицы.

f2_1.jpg Рис. 2. Флуоресценция квантовых точек, созданных группой Х. Веллера.

Третий этап состоит из дополнительного сшивания гидрофобных оболочек, которые значительно повышают стабильность наночастиц в широком спектре биологических сред. Заключительный 4-ый этап представляет собой ковалентное прививание «распознающих» молекул, таких как антигены для взаимодействия с антителами (Т84.1 в рассматриваемом случае).

f3_0.jpg Рис. 3. Изображение наночастиц оксида железа, полученное методом электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM).

«Ковалентно-связанная система квантовых точек и нанокристаллического оксида железа может быть использована в томографии для диагностики опухолей, так как сопряженные с наночастицами антитела распознают опухоли…», – говорит Веллер. Инкапсулированные наночастицы как флуоресцируют, так и показывают высокий сигнал при проведении МРТ.

«Наш метод является достаточно общим», – говорит Веллер в интервью nanotechweb.org, – «Он позволяет включать в капсулы самые различные наночастицы и лекарства. И что самое главное, он также позволяет связывать их с огромным количеством различных биологически-активных молекул».

Лабораторные испытания

Исследователи протестировали свою технологию на мышах с опухолями на коже, введя в животных раствор, содержащий Т84.1-сопряженные и функционализированные терапевтические и, одновременно, диагностические наночастицы. Через три часа после введения инъекции результаты МРТ показали, что опухоли существенно уменьшились в размере, причем спустя 12 часов и 24 часа это результат стал еще более заметным. По мнению ученых, наночастицы смогли образовать с опухолями «специфические» связи.

«Одной из целей наномедицины является создание функционализированных наночастиц, которые могут распознавать специфические клетки-мишени, такие как раковые,» – объяснил Веллер, – «Метод, по которому мы инкапсулируем наночастицы с тщательно подобранными блок-сополимерами, выполняет это требование намного лучше, чем многие другие промышленные способы биоконьюгации (ковалентного связеобразования в живой клетке), используемые для распознавания молекулярного связывания».

Данная работа была опубликована в статье:

Elmar Pöselt, Christian Schmidtke, Steffen Fischer, Kersten Peldschus, Johannes Salamon, Hauke Kloust, Huong Tran, Andrea Pietsch, Markus Heine, Gerhard Adam, Udo Schumacher, Christoph Wagener, Stephan Förster, and Horst Weller Tailor-Made Quantum Dot and Iron Oxide Based Contrast Agents for in Vitro and in Vivo Tumor Imaging. – ACS Nano. – 2012, 6 (4), pp 3346–3355; DOI: 10.1021/nn300365m.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.8 (6 votes)
Источник(и):

1. nanotechweb.org

2. nanometer.ru