CHẤT TƯƠNG PHẢN NANO MỚI CÓ THỂ GIÚP NHẬN DIỆN KHỐI U TỐT HƠN
- Thứ ba - 20/07/2021 15:10
- In ra
- Đóng cửa sổ này
Một nhóm nghiên cứu từ viện Công nghệ Hoàng gia Thuỵ Điển KTH đã thiết kế các hạt kích có thước nano một cách đầy sáng tạo để tăng cường sự phát hiện các khối u...
Một nhóm nghiên cứu từ viện Công nghệ Hoàng gia Thuỵ Điển KTH đã thiết kế các hạt kích có thước nano một cách đầy sáng tạo để tăng cường sự phát hiện các khối u hiện diện bên trong cơ thể và trong mẫu mô sinh thiết. Sự cải tiến này có thể cho phép xác định được các khối u giai đoạn đầu ở liều xạ thấp.
Hình ảnh dưới kính hiển vi huỳnh quang cho thấy chất tương phản hạt nano mới được phát hiện bên trong tế bào chuột phát huỳnh quang (màu đỏ). Nhân tế bào và màng sinh chất bắt màu xanh lam và xanh lục. Hình chụp: Giovanni Marco Saladino.
Độ tương phản trực quan của các mô sống, sự rõ nét của hình nhuộm phụ thuộc lớn vào các tác nhân là các phân tử sinh học và thuốc nhuộm huỳnh quang.
Tiến bộ trong các nghiên cứu về hạt nano đã mở rộng phạm vi của các chất tương phản tiềm năng để chẩn đoán nhiều mục tiêu hơn, và hiện nay một nhóm nghiên cứu từ viện Công nghệ Hoàng gia KTH đã làm điều đó. Họ đã tích hợp tia X và các chất tương phản huỳnh quang vào một bộ phận để tăng cường hoạt tính cho cả hai.
Muhammet Toprak, giáo sư ngành hoá vật liệu tại KTH cho rằng việc sản xuất chất tương phản huỳnh quang mang lại một hướng mới trong lĩnh vực chụp ảnh sinh học bằng tia X. Nghiên cứu được công bố trên ACS Nano, một tạp chí của hiệp hội hóa học Hoa Kỳ.
“Thiết kế độc đáo này của các hạt nano mở đường cho chẩn đoán khối u in vivo, sử dụng chụp cắt lớp huỳnh quang tia X bằng máy tính (XFCT)” Muhammet Toprak, giáo sư hóa vật liệu, viện Công nghệ Hoàng gia KTH cho hay.
Toprak cho rằng “các hạt nano vỏ-lõi” mới có thể đóng một vai trò quan trọng trong chẩn đoán, là một sự kết hợp mới trong chẩn đoán và điều trị. Ví dụ như các hạt nano mang thuốc có tiềm năng cả trong phát hiện lẫn điều trị các mô ác tính.
Cấu trúc vỏ:
Tên chất tương phản “lõi-vỏ” có nguồn gốc từ cấu tạo của nó. Nó bao gồm sự kết hợp một lõi các hạt nano có tính năng phát huỳnh quang khi kết hợp với tia X, như oxit molybdenum (IV) và ruthenium.
Phần lõi được bao bọc trong một lớp vỏ bao gồm silica và Cy5.5, một loại thuốc nhuộm phát huỳnh quang ở bước sóng cận hồng ngoại được sử dụng cho các phương pháp ghi nhận hình ảnh quang học giống như quang phổ và kính hiển vi.
GS Toprak cho biết độ sáng của chất tương phản mới được tăng cường và độ ổn định quang học được khếch đại bởi các vỏ bọc bằng thuốc nhuộm Cy5.5 bên trong lớp vỏ silica, do đó cho phép thực hiện phương pháp chụp ảnh X quang hoặc quang học . Bên cạnh đó, silica mang lại lợi thế là phong toả tác động độc hại của các hạt nano lõi.
Tăng cường tín hiệu phát hiện
Các thử nghiệm được thực hiện với chuột trong phòng thí nghiệm đã chứng minh rằng tương phản huỳnh quang XFCT cho phép xác định vị trí của các khối u giai đoạn đầu có kích thước chỉ vài mm.
Theo GS Toprak, công nghệ này mở đường để xác định các khối u giai đoạn đầu hiện diện trong mô sống.
Điều đó là do sự tồn tại của nhiều chất tương phản làm tăng khả năng các khu vực bị bệnh sẽ xuất hiện trong ảnh quét, ngay cả khi sự phân bố của các hạt nano bị che giấu bởi sự tiếp xúc của chúng với các protein hoặc các phân tử sinh học.
“Các hạt nano có kích thước khác nhau, có nguồn gốc từ cùng một vật liệu, dường như không phân bố trong máu với nồng độ giống nhau. Đó là bởi vì khi tiếp xúc với cơ thể, chúng sẽ nhanh chóng được bao bọc trong các phân tử sinh học khác — điều này mang lại cho chúng một danh tính mới”. Muhammet Toprak, Giáo sư hóa vật liệu, viện Công nghệ Hoàng gia KTH nhận định.
GS Toprak cho biếtmột tập hợp chất tương phản huỳnh quang cho XFCT sẽ cho phép nghiên cứu sự phân bố sinh học của các hạt nano in-vivo với sự trợ giúp của tia X liều thấp. Điều đó sẽ cho phép xác định kích thước và hóa học bề mặt tốt nhất của các hạt nano để xác định mục tiêu và hình ảnh ưu tiên của khu vực bị bệnh.
Ngoài GS Toprak, các đồng tác giả của nghiên cứu gồm: Giovanni M. Saladino, Carmen Vogt, Yuyang Li, Kian Shaker, Bertha Brodin, Martin Svenda và Hans M. Hertz. Nghiên cứu được hỗ trợ tài chính bởi nhà tài trợ Knut và Alice Wallenberg, mã số KAW2016.0057.
Nguồn: https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38001
Hình ảnh dưới kính hiển vi huỳnh quang cho thấy chất tương phản hạt nano mới được phát hiện bên trong tế bào chuột phát huỳnh quang (màu đỏ). Nhân tế bào và màng sinh chất bắt màu xanh lam và xanh lục. Hình chụp: Giovanni Marco Saladino.
Độ tương phản trực quan của các mô sống, sự rõ nét của hình nhuộm phụ thuộc lớn vào các tác nhân là các phân tử sinh học và thuốc nhuộm huỳnh quang.
Tiến bộ trong các nghiên cứu về hạt nano đã mở rộng phạm vi của các chất tương phản tiềm năng để chẩn đoán nhiều mục tiêu hơn, và hiện nay một nhóm nghiên cứu từ viện Công nghệ Hoàng gia KTH đã làm điều đó. Họ đã tích hợp tia X và các chất tương phản huỳnh quang vào một bộ phận để tăng cường hoạt tính cho cả hai.
Muhammet Toprak, giáo sư ngành hoá vật liệu tại KTH cho rằng việc sản xuất chất tương phản huỳnh quang mang lại một hướng mới trong lĩnh vực chụp ảnh sinh học bằng tia X. Nghiên cứu được công bố trên ACS Nano, một tạp chí của hiệp hội hóa học Hoa Kỳ.
“Thiết kế độc đáo này của các hạt nano mở đường cho chẩn đoán khối u in vivo, sử dụng chụp cắt lớp huỳnh quang tia X bằng máy tính (XFCT)” Muhammet Toprak, giáo sư hóa vật liệu, viện Công nghệ Hoàng gia KTH cho hay.
Toprak cho rằng “các hạt nano vỏ-lõi” mới có thể đóng một vai trò quan trọng trong chẩn đoán, là một sự kết hợp mới trong chẩn đoán và điều trị. Ví dụ như các hạt nano mang thuốc có tiềm năng cả trong phát hiện lẫn điều trị các mô ác tính.
Cấu trúc vỏ:
Tên chất tương phản “lõi-vỏ” có nguồn gốc từ cấu tạo của nó. Nó bao gồm sự kết hợp một lõi các hạt nano có tính năng phát huỳnh quang khi kết hợp với tia X, như oxit molybdenum (IV) và ruthenium.
Phần lõi được bao bọc trong một lớp vỏ bao gồm silica và Cy5.5, một loại thuốc nhuộm phát huỳnh quang ở bước sóng cận hồng ngoại được sử dụng cho các phương pháp ghi nhận hình ảnh quang học giống như quang phổ và kính hiển vi.
GS Toprak cho biết độ sáng của chất tương phản mới được tăng cường và độ ổn định quang học được khếch đại bởi các vỏ bọc bằng thuốc nhuộm Cy5.5 bên trong lớp vỏ silica, do đó cho phép thực hiện phương pháp chụp ảnh X quang hoặc quang học . Bên cạnh đó, silica mang lại lợi thế là phong toả tác động độc hại của các hạt nano lõi.
Tăng cường tín hiệu phát hiện
Các thử nghiệm được thực hiện với chuột trong phòng thí nghiệm đã chứng minh rằng tương phản huỳnh quang XFCT cho phép xác định vị trí của các khối u giai đoạn đầu có kích thước chỉ vài mm.
Theo GS Toprak, công nghệ này mở đường để xác định các khối u giai đoạn đầu hiện diện trong mô sống.
Điều đó là do sự tồn tại của nhiều chất tương phản làm tăng khả năng các khu vực bị bệnh sẽ xuất hiện trong ảnh quét, ngay cả khi sự phân bố của các hạt nano bị che giấu bởi sự tiếp xúc của chúng với các protein hoặc các phân tử sinh học.
“Các hạt nano có kích thước khác nhau, có nguồn gốc từ cùng một vật liệu, dường như không phân bố trong máu với nồng độ giống nhau. Đó là bởi vì khi tiếp xúc với cơ thể, chúng sẽ nhanh chóng được bao bọc trong các phân tử sinh học khác — điều này mang lại cho chúng một danh tính mới”. Muhammet Toprak, Giáo sư hóa vật liệu, viện Công nghệ Hoàng gia KTH nhận định.
GS Toprak cho biếtmột tập hợp chất tương phản huỳnh quang cho XFCT sẽ cho phép nghiên cứu sự phân bố sinh học của các hạt nano in-vivo với sự trợ giúp của tia X liều thấp. Điều đó sẽ cho phép xác định kích thước và hóa học bề mặt tốt nhất của các hạt nano để xác định mục tiêu và hình ảnh ưu tiên của khu vực bị bệnh.
Ngoài GS Toprak, các đồng tác giả của nghiên cứu gồm: Giovanni M. Saladino, Carmen Vogt, Yuyang Li, Kian Shaker, Bertha Brodin, Martin Svenda và Hans M. Hertz. Nghiên cứu được hỗ trợ tài chính bởi nhà tài trợ Knut và Alice Wallenberg, mã số KAW2016.0057.
Nguồn: https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38001