Наноагенты, известные как «полупроводниковые полимерные наночастицы» (SPN), могут накапливать световую энергию от таких источников, как солнечный свет, ближний инфракрасный свет или даже свет от мобильных телефонов, а затем излучать длительное «послесвечение».Исследовательская группа из NTU Singapore разработала высокочувствительные SPN для отслеживания и фиксации пораженных тканей в организме, таких как раковые клетки, отправляя обратно сигналы в ближнем инфракрасном диапазоне, которые могут быть получены и интерпретированы с помощью стандартного оборудования для визуализации.У ученых и врачей теперь есть больше времени, чтобы посмотреть на результаты тестов, поскольку наноагенты продолжают самосветиться, а их интенсивность света уменьшается вдвое только через шесть минут.
В качестве альтернативы, если образец хранится при температуре -20 градусов Цельсия, результаты будут сохранены в течение месяца, что позволит другим специалистам по диагностике интерпретировать и просматривать результаты в более позднее время.При испытании на мышах этот метод обеспечил результаты в 20–120 раз более чувствительные, чем современные методы оптической визуализации, и в 10 раз быстрее при обнаружении пораженных тканей.В отличие от обычных оптических агентов послесвечения, которые менее ярки и содержат ионы тяжелых металлов редкоземельных элементов, которые токсичны для биологических клеток, новые наноагенты также являются органическими, биоразлагаемыми и содержат биологически безопасные ингредиенты, которые не токсичны.Исследование было опубликовано в научном журнале Nature Biotechnology 16 октября.
Это может привести к потенциальным применениям в будущем в хирургии под визуальным контролем и в мониторинге действия лекарств, требующих одобрения регулирующих органов.Доцент Пу Каньи из Школы химической и биомедицинской инженерии НТУ, возглавлявший исследовательскую группу, сказал: «Новые полимерные наноагенты, которые мы разработали и создали, имеют большие перспективы для клинического применения. Они могут обнаруживать пораженные ткани намного быстрее, чем современные. оптическими методами визуализации и намного безопаснее в использовании.
«Мы надеемся, что это может привести к созданию технологии, которая позволит врачам диагностировать и лечить пациентов намного раньше, чем это возможно в настоящее время. Потенциальное применение может быть в хирургии с визуальным контролем, где хирурги могут использовать эту технологию, чтобы помочь им точно удалить пораженные ткани в реальном времени. время, и в мониторинге действия лекарств, которые требуют одобрения регулирующих органов ».Роль в разработке лекарств
Технология также может использоваться для оценки поведения и терапевтических результатов лекарств в организме, например, вызывают ли лекарственные препараты повреждение печени в качестве побочного эффекта.Поражение печени, вызванное лекарственными препаратами, является одной из наиболее частых причин, по которым Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США отказывает в одобрении лекарств.
Оценка потенциального ущерба до утверждения регулирующими органами является сложной задачей, поскольку в настоящее время исследования, проводимые в контролируемой среде за пределами живого организма, часто имеют низкую предсказательную силу того, как лекарство реагирует внутри организма.Существующие методы отслеживают такую активность только на тканевом уровне, тогда как новая технология работает на молекулярном уровне, отслеживая повышенные или пониженные уровни биомаркеров, чтобы определить, как действуют лекарства, до того, как их терапевтическое действие будет завершено, что обеспечивает гораздо большую прогностическую силу для разработки лекарств. .Исследование длилось два года, и на технологию подана заявка на патент.
Теперь исследовательская группа намерена провести дальнейшие испытания на более крупных моделях животных.В исследовательскую группу вошли исследователи из Национального университета Сингапура и Калифорнийского университета в Сан-Диего.