Sebbene non c'è dubbio che le unità del nanoscale stiano andando svolgere un ruolo critico nel miglioramento la rilevazione e del trattamento del cancro nel corso dei cinque - dieci anni futuri, le nanoparticelle già stiano avendo un effetto principale sul modo che i biologi del cancro studiano i trattamenti che vanno storto all'interno delle celle maligne e metastatiche.
Approfittando delle proprietà ottiche ed altre fisiche uniche dei materiali del nanoscale, i ricercatori hanno creato una casella degli strumenti vera delle sonde di nanoparticella che possono tenere la carreggiata il destino delle celle e perfino di diverse molecole negli ambienti complessi, aprente la porta a una vasta gamma di nuovi esperimenti destinati per capire meglio il processo cancerogeno.
Tre documenti recenti evidenziano i tipi di nuovi materiali del nanoscale che i chimici e gli ingegneri stanno sviluppando per aiutare i loro compatrioti del biologo del cancro. Xiaogang Peng, Ph.D. ed i suoi colleghi, riferenti il loro lavoro nelle Lettere Nane del giornale, ha sviluppato i punti luminosi, solubili in acqua, senza cadmio di quantum che rimangono brillantemente fluorescenti anche dopo i 25 giorni di irradiamento con un laser.
Questi nuovi punti di quantum sono fatti aggiungendo le piccole quantità di manganese al solfuro dello zinco ed al seleniuro dello zinco usati per formare i nanocrystals fluorescenti. Aggiungendo i 2-3 livelli atomo-spessi di seleniuro dello zinco all'esterno di questi punti di quantum ha permesso ai ricercatori di aggiungere un rivestimento sottile per le molecole contenenti zolfo che rendono le nanoparticelle solubili in acqua senza avversamente pregiudicare le emissioni fluorescenti luminose delle nanoparticelle.
I gruppi dello zolfo egualmente forniscono un sito per fissare le molecole d'ottimizzazione ed altre sonde biochimiche utili in biologia cellulare studia. In questo documento, i ricercatori hanno indicato che potrebbero fissare il avidine della biomolecola ai nanocrystals ed usarlo per visualizzare la biotina della molecola, a cui il avidine lega strettamente. I ricercatori notano che come con al il quantum basato a cadmio convenzionale punteggia, essi possono sintonizzare i beni ottici di questi punti di quantum cambiando le circostanze chimiche usate per fare queste nanoparticelle.
In altro articolo pubblicato nelle Lettere Nane, A. Paul Alivisatos, il Ph.D. ed i colleghi all'Università di California, a Berkeley ed al Laboratorio Nazionale di Lawrence Berkeley, descrivono il loro sviluppo dei coni retinici di quantum che sono ancora più luminosi dei punti sferici di quantum. I coni retinici, che variano da 2 a 10 nanometri di diametro e 5 - 100 nanometri di lunghezza, possono servire da contrassegni molecola di taglia per la ricerca biologica di cui il colore è determinato dalle dimensioni esatte dei bastoncini particolari di quantum.
Nel loro modulo indigeno, i coni retinici di quantum sono relativamente inerti ed insolubili in acqua, rendente lo difficile modificarli con gli agenti d'ottimizzazione biologici ed usarli come contrassegni biologici. Alivisatos ed i suoi collaboratori hanno risolto questo problema depositando una pellicola sottile di un composto silicio-contenente conosciuto come un silano. I ricercatori poi hanno indicato che i coni retinici silano-rivestiti risultanti di quantum, che erano stabili in acqua per oltre due anni, erano biocompatibili, solubili in acqua e modificato facilmente con l'ottimizzazione degli agenti.
In un esperimento, i ricercatori hanno contrassegnato i bastoncini di quantum con un anticorpo monoclonale che riconosce il biomarcatore del cancro al seno conosciuto come HER2 e lo ha usato per individuare HER2 sulla superficie delle celle di cancro al seno coltivate di HER2-positive. In un altro esperimento, i ricercatori potevano tenere la carreggiata i diversi coni retinici di quantum poichè hanno attraversato l'interno di una cella di cancro al seno coltivata.
Adottando un approccio differente alla biomolecola che tiene la carreggiata facendo uso delle nanoparticelle, Brahim Lounis, il Ph.D. ed i suoi colleghi all'Università di Bordeaux in Francia hanno utilizzato le nanoparticelle dell'oro come sonde longeve delle biomolecole nelle membrane cellulari. I risultati di questo studio compaiono in Giornale Biofisico.