<-- Imej sel kanser diterangi oleh nanorod emas terikat pada anti EFGR (Epidermal Growth Factor Receptor) Penyelidik-penyelidik telah menunjukkan bagaimana "nanorod" emas kecil boleh dicetuskan oleh suatu pancaran laser untuk letupan lubang-lubang dalam membran sel-sel tumor, mengatur gerakan sebuah mekanisme biokimia yang kompleks yang membawa kepada sel tumor yang membinasakan diri.
Membran sel tumor sering mempunyai tapak-tapak penerima bilangan tinggi yang abnormal untuk menawan molekul-molekul asid folik, atau folate, satu bentuk vitamin B yang banyak sel-sel tumor itu mengidam. Penyelidik-penyelidik Purdue melekatkan folate kepada nanorod emas, membolehkan mereka untuk mensasarkan penerima-penerima dan dipasang kepada membran sel tumor.
"Sel-sel adalah kemudiannya dicerahkan dengan cahaya dalam inframerah jarak dekat," kata Ji-Xin Cheng (sebutan Gee-Shin), seorang penolong profesor di Sekolah Kejuruteraan Bioperubatan Weldon Purdue. "Cahaya ini boleh dengan mudah melintasi tisu tetapi adalah diserap oleh nanorod dan bertukar dengan pesat kepada haba, membawa kepada miniatur letupan-letupan di permukaan sel."
Para saintis baru-baru ini berazam yang nanorod emas dan struktur-nano lain boleh digunakan untuk mensasarkan dan memusnahkan sel-sel tumor, tetapi ia adalah umumnya dianggap sel mati itu adalah disebabkan oleh haba yang tinggi yang dikeluarkan dengan menyerap cahaya partikel-nano. Pasukan Purdue telah menemui, bagaimanapun, bahawa banyak senario biokimia yang kompleks bertanggungjawab kepada pemusnahan sel-sel.
"Kita telah mendapati bahawa selain dari memasak sel-sel kepada kemusnahan, nanorod mulanya menebuk lubang pada membran, dan sel mati kemudian secara kimia teraruh, dalam kes ini oleh kemasukan dengan banyaknya kalsium," Alexander Wei menyebut, seorang profesor kimia bersekutu di Purdue.
Rod-rod emas adalah kurang daripada 15 nanometer luas dan 50 nanometer panjang, atau secara kasar 200 kali lebih kecil daripada sel darah merah. Saiz kecil mereka adalah kritikal untuk potensi teknologi penggunaan perubatan: sistem imun manusia dengan cepat menghilang zarah-zarah lebih besar daripada 100 nanometer, manakala partikel-nano lebih kecil boleh tetap di aliran darah jauh lebih panjang.
Lampu bercahaya pada nanorod emas menyebabkan mereka menjadi sangat panas, mengionkan molekul-molekul sekeliling mereka.
"Ini menghasilkan gelembung plasma yang berpanjangan kira-kira satu mikrosaat, dalam satu proses yang dikenali sebagai peronggaan," Wei berkata. "Setiap kejadian peronggaan ialah seperti sebutir bom kecil. Kemudian tiba-tiba, anda mempunyai sebuah lubang yang ternganga di mana nanorod berada."
Nanorod emas juga adalah ideal untuk sejenis pengimejan optikal yang dikenali sebagai dua-foton berkilau, digunakan oleh Cheng dan kumpulan penyelidikannya untuk memantau kedudukan nanorod dalam masa nyata sepanjang pensasaran sel tumor. Teknik pengimejan menyediakan kontras lebih tinggi dan imej-imej lebih cerah daripada kaedah-kaedah pengimejan yang berpendarfluor dan konvensional.
Dalam eksperimen-eksperimen dengan sel-sel tumor dalam budaya-budaya makmal, nanorod terlekap pada membran sel dan adalah akhirnya diambil ke dalam sel-sel. Penyelidik-penyelidik telah menemui yang ia boleh mengambil jauh kurang kuasa untuk merosakkan sel-sel dengan menampakkan nanorod ke cahaya hampir-inframerah ketika mereka adalah masih di permukaan membran dan bukannya menunggu sehingga nanorod dimasukkan.
"Ini bermakna bahawa jika anda menunggu sehingga nanorod berada di dalam sel, kemudian anda betul-betul terpaksa mengepam kuasa laser, supaya menempatkan nanorod di membran sel dengan kuat mempengaruhi keupayaan mereka untuk mengenakan kerosakan sel," Cheng berkata.
Penemuan-penemuan mencadangkan satu jendela peluang yang optimum untuk penyelenggaraan cahaya hampir-inframerah kepada nanorod untuk rawatan kanser.
"Kita suka untuk mempercayai ini membuka kemungkinan menggunakan nanorod untuk pengimejan bioperubatan dan juga untuk tujuan-tujuan terapeutik," Cheng berkata.
Penyelidik-penyelidik Purdue memerhatikan bahawa nanorod yang menyerap cahaya menyebabkan pembentukan membran 'blebs,' menyerupai gelembung melecur yang teruk. Gelembung melecur ini, bagaimanapun, adalah tidak dikeluarkan langsung oleh haba yang tinggi dihasilkan oleh nanorod.
"Blebs adalah dicetuskan oleh nanorod, tetapi ia adalah betul-betul berpunca melalui satu laluan biokimia yang kompleks - satu proses kimia teraruh," Cheng berkata. "Kalsium tambahan masuk ke dalam sel dan mencetuskan aktiviti enzim, yang menyebabkan pusat infrastruktur dalam sel menjadi longgar, dan yang memberi peningkatan untuk membran blebs."
Penyelidik-penyelidik menggunakan satu pencelup pendarfluor kalsium sensitif untuk menyokong hujah mereka yang kalsium banjiran menyebabkan sel tumor mati. Apabila nanorod kaitan sel-sel tumor dikekalkan dalam satu kalsium bebas sederhana zat makanan, tiada gelembung melecur ditubuhkan jika nanorod telah terdedah kepada cahaya hampir-inframerah. Tetapi apabila penyelidik-penyelidik menambah kalsium kepada sederhana, blebs berlangsung dengan segera.
Walaupun teknik ini menawarkan janji untuk rawatan kanser yang baru, ia adalah terlalu awal untuk menentukan bila ia boleh digunakan untuk penggunaan klinikal, Wei menyebut, dimana dia bekerjasama dengan National Cancer Institute untuk menentukan kesesuaian kefungsian nanorod emas untuk kajian-kajian klinikal akan datang.
Para saintis baru-baru ini berazam yang nanorod emas dan struktur-nano lain boleh digunakan untuk mensasarkan dan memusnahkan sel-sel tumor, tetapi ia adalah umumnya dianggap sel mati itu adalah disebabkan oleh haba yang tinggi yang dikeluarkan dengan menyerap cahaya partikel-nano. Pasukan Purdue telah menemui, bagaimanapun, bahawa banyak senario biokimia yang kompleks bertanggungjawab kepada pemusnahan sel-sel.
"Kita telah mendapati bahawa selain dari memasak sel-sel kepada kemusnahan, nanorod mulanya menebuk lubang pada membran, dan sel mati kemudian secara kimia teraruh, dalam kes ini oleh kemasukan dengan banyaknya kalsium," Alexander Wei menyebut, seorang profesor kimia bersekutu di Purdue.
Rod-rod emas adalah kurang daripada 15 nanometer luas dan 50 nanometer panjang, atau secara kasar 200 kali lebih kecil daripada sel darah merah. Saiz kecil mereka adalah kritikal untuk potensi teknologi penggunaan perubatan: sistem imun manusia dengan cepat menghilang zarah-zarah lebih besar daripada 100 nanometer, manakala partikel-nano lebih kecil boleh tetap di aliran darah jauh lebih panjang.
Lampu bercahaya pada nanorod emas menyebabkan mereka menjadi sangat panas, mengionkan molekul-molekul sekeliling mereka.
"Ini menghasilkan gelembung plasma yang berpanjangan kira-kira satu mikrosaat, dalam satu proses yang dikenali sebagai peronggaan," Wei berkata. "Setiap kejadian peronggaan ialah seperti sebutir bom kecil. Kemudian tiba-tiba, anda mempunyai sebuah lubang yang ternganga di mana nanorod berada."
Nanorod emas juga adalah ideal untuk sejenis pengimejan optikal yang dikenali sebagai dua-foton berkilau, digunakan oleh Cheng dan kumpulan penyelidikannya untuk memantau kedudukan nanorod dalam masa nyata sepanjang pensasaran sel tumor. Teknik pengimejan menyediakan kontras lebih tinggi dan imej-imej lebih cerah daripada kaedah-kaedah pengimejan yang berpendarfluor dan konvensional.
Dalam eksperimen-eksperimen dengan sel-sel tumor dalam budaya-budaya makmal, nanorod terlekap pada membran sel dan adalah akhirnya diambil ke dalam sel-sel. Penyelidik-penyelidik telah menemui yang ia boleh mengambil jauh kurang kuasa untuk merosakkan sel-sel dengan menampakkan nanorod ke cahaya hampir-inframerah ketika mereka adalah masih di permukaan membran dan bukannya menunggu sehingga nanorod dimasukkan.
"Ini bermakna bahawa jika anda menunggu sehingga nanorod berada di dalam sel, kemudian anda betul-betul terpaksa mengepam kuasa laser, supaya menempatkan nanorod di membran sel dengan kuat mempengaruhi keupayaan mereka untuk mengenakan kerosakan sel," Cheng berkata.
Penemuan-penemuan mencadangkan satu jendela peluang yang optimum untuk penyelenggaraan cahaya hampir-inframerah kepada nanorod untuk rawatan kanser.
"Kita suka untuk mempercayai ini membuka kemungkinan menggunakan nanorod untuk pengimejan bioperubatan dan juga untuk tujuan-tujuan terapeutik," Cheng berkata.
Penyelidik-penyelidik Purdue memerhatikan bahawa nanorod yang menyerap cahaya menyebabkan pembentukan membran 'blebs,' menyerupai gelembung melecur yang teruk. Gelembung melecur ini, bagaimanapun, adalah tidak dikeluarkan langsung oleh haba yang tinggi dihasilkan oleh nanorod.
"Blebs adalah dicetuskan oleh nanorod, tetapi ia adalah betul-betul berpunca melalui satu laluan biokimia yang kompleks - satu proses kimia teraruh," Cheng berkata. "Kalsium tambahan masuk ke dalam sel dan mencetuskan aktiviti enzim, yang menyebabkan pusat infrastruktur dalam sel menjadi longgar, dan yang memberi peningkatan untuk membran blebs."
Penyelidik-penyelidik menggunakan satu pencelup pendarfluor kalsium sensitif untuk menyokong hujah mereka yang kalsium banjiran menyebabkan sel tumor mati. Apabila nanorod kaitan sel-sel tumor dikekalkan dalam satu kalsium bebas sederhana zat makanan, tiada gelembung melecur ditubuhkan jika nanorod telah terdedah kepada cahaya hampir-inframerah. Tetapi apabila penyelidik-penyelidik menambah kalsium kepada sederhana, blebs berlangsung dengan segera.
Walaupun teknik ini menawarkan janji untuk rawatan kanser yang baru, ia adalah terlalu awal untuk menentukan bila ia boleh digunakan untuk penggunaan klinikal, Wei menyebut, dimana dia bekerjasama dengan National Cancer Institute untuk menentukan kesesuaian kefungsian nanorod emas untuk kajian-kajian klinikal akan datang.
0 comments:
Catat Ulasan