荧光传感器通常用于标签和图像多种分子给活细胞内的一个独特的视角。然而,方法局限于培养皿的细胞生长或组织接近身体的表面,因为传感器的信号丢失时植入体内的太深。
麻省理工学院的工程师团队的光子技术显著提高荧光信号,根据一项新闻发布会上。研究人员表明,传感器可以移植组织深达5.5厘米,仍然提供了一个强烈的信号。信号可以帮助改善荧光传感器跟踪特定的大脑内部分子或其他组织的身体深处医疗诊断或监测药物的效果。
“如果你有一个荧光传感器可以探测生化信息在细胞培养中,或在薄层组织,这种技术允许您将所有的荧光染料和探讨厚组织,”这项研究的第一作者说之上在美国。
传统上,科学家们用不同的荧光传感器,包括量子点、碳纳米管和荧光蛋白标记分子内部的细胞。的荧光传感器可以被一束激光照射在他们身上。然而,方法不厚,致密的组织或组织深处,因为组织发出一些荧光称为自体荧光,这使得植入信号弱。
“所有组织autofluoresce,这成为一个限制因素,“在说。“作为传感器的信号变得越来越弱,就会被组织自体荧光。”
麻省理工学院研究人员调制的频率发出的荧光传感器,所以它可以更轻松地将组织自体荧光区分开来。叫wavelength-induced频率过滤(WIFF),该方法使用三个激光创建一个激光振荡波长。
振荡光束照耀在传感器和导致传感器发出的荧光双频率,根据研究人员。信号可以很容易从背景中挑出的自体荧光。研究人员报道,他们提高了传感器的信噪比50倍以上。
研究人员建议的方法可以用来监测化疗药物的有效性。为了演示它的可用性,团队专注于胶质母细胞瘤。这通常的脑癌患者接受尽可能多的肿瘤切除手术,然后接受化疗,消除剩余的癌细胞。
“我们正在做技术做一些小的传感器,可以移植肿瘤附近的本身,这可以给多少药物的一个迹象是到达肿瘤以及是否被代谢。你可以放置一个传感器附近的肿瘤和验证在体外肿瘤药物的功效在实际环境中,”迈克尔·斯特拉诺说,这项研究的资深作者和碳p Dubbs麻省理工学院化学工程教授。
抗癌药物temozolomide进入身体时,它被分解成更小的化合物,和麻省理工学院的团队设计了一个传感器检测化合物被称为另类投资会议。他们发现植入可以放置深达5.5厘米内动物的大脑甚至可以从传感器读取的信号通过动物的头骨。
研究人员表明,传感器也可以用来检测肿瘤细胞死亡的分子特征。WIFF方法可以用来增强信号从其他类型的传感器,包括carbon-nanotube-based传感器,检测过氧化氢、核黄素和抗坏血酸。
“技术在任何工作波长,它可用于任何荧光传感器,”斯特拉诺说。“因为你现在有那么多信号,你可以在深度传感器植入组织之前是不可能做到的。”
麻省理工学院的团队希望继续使用可调谐激光器的研究创建信号,进一步提高技术。他们也在研究传感器,生物resorbable,不需要手术切除。
这项研究由科赫研究所dana - farber哈佛大学综合癌症研究和癌症中心桥项目从瑞士国家科学基金会与额外的资金,促进日本社会科学,阿卜杜拉国王科技大学,祖克曼干领导项目,以色列科学基金会和阿诺德和梅布尔贝克曼基金会。这是发表在《华尔街日报》自然纳米技术。