Embora há pouca dúvida que os dispositivos do nanoscale estão indo jogar um papel crítico em melhorar a detecção e o tratamento do cancro durante os próximos cinco a dez anos, os nanoparticles já estão tendo um impacto principal na maneira que os biólogos do cancro estudam os processos que vão awry dentro das pilhas malignos e metastáticas.
Aproveitando-se as propriedades ópticas e outras físicas originais de materiais do nanoscale, os pesquisadores criaram uma caixa de ferramentas verídico das pontas de prova do nanoparticle que podem seguir o destino das pilhas e mesmo de moléculas individuais em ambientes complexos, abrindo a porta a uma vasta gama de experiências novas projetadas compreender melhor o processo cancerígeno.
Três papéis recentes destacam os tipos de materiais novos do nanoscale que os químicos e os coordenadores se estão tornando para ajudar a seus compatriotas do biólogo do cancro. Xiaogang Peng, Ph.D., e seus colegas, relatando seu trabalho nas Letras Nano do jornal, desenvolveu os pontos brilhantes, solúveis em água, cádmio-livres do quantum que permanecem brilhantemente fluorescentes mesmo depois 25 dias da irradiação com um laser.
Estes pontos novos do quantum são feitos adicionando pequenas quantidades de manganês ao sulfureto do zinco e ao selenide do zinco usados para formar os nanocrystals fluorescentes. Adicionar umas 2-3 camadas átomo-grossas de selenide do zinco à parte externa destes pontos do quantum permitiu os pesquisadores de adicionar um revestimento fino para as moléculas decontenção que tornam os nanoparticles solúveis na água sem adversamente afetar as emissões fluorescentes brilhantes dos nanoparticles.
Os grupos do enxofre igualmente fornecem um local anexando moléculas de escolha de objectivos e outras pontas de prova bioquímicas úteis na biologia celular estudam. Neste papel, os pesquisadores mostraram que poderiam anexar o avidine da biomolécula aos nanocrystals e o usar para visualizar a biotina da molécula, a que o avidine liga firmemente. Os pesquisadores notam que como com quantum cádmio-baseado convencional pontilha, eles podem ajustar as propriedades ópticas destes pontos do quantum mudando as circunstâncias químicas usadas para fazer estes nanoparticles.
Em um outro papel publicado em Letras Nano, A. Paul Alivisatos, o Ph.D., e os colegas no University Of California, Berkeley, e no Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley, descrevem sua revelação das hastes do quantum que são mesmo mais brilhantes do que pontos esféricos do quantum. As hastes, que variam de 2 a 10 nanômetros no diâmetro e 5 a 100 nanômetros de comprimento, podem servir como etiquetas molécula-feitas sob medida para a pesquisa biológica cuja a cor é determinada pelas dimensões exactas de uma haste particular do quantum.
Em seu formulário nativo, as hastes do quantum são relativamente inertes e insolúveis na água, fazendo o difícil alterá-los com os agentes de escolha de objectivos biológicos e usá-los como etiquetas biológicas. Alivisatos e seus colaboradores resolveram este problema depositando um filme fino de um composto decontenção conhecido como um silane. Os investigador mostraram então que as hastes silane-revestidas resultantes do quantum, que eram estáveis na água por mais de dois anos, eram biocompatible, solúveis em água, e alterado facilmente com escolha de objectivos de agentes.
Em uma experiência, os investigador etiquetaram uma haste do quantum com um anticorpo monoclonal que reconhecesse o biomarker do cancro da mama conhecido como HER2 e o usasse para detectar HER2 na superfície de pilhas de cancro da mama cultivadas de HER2-positive. Em uma outra experiência, os investigador podiam seguir as hastes individuais do quantum porque atravessaram o interior de uma pilha de cancro da mama cultivada.
Tomando uma aproximação diferente à biomolécula que segue usando nanoparticles, Brahim Lounis, o Ph.D., e seus colegas na Universidade do Bordéus em França usaram nanoparticles do ouro como pontas de prova duradouros das biomoléculas nas membranas de pilha. Os resultados deste estudo aparecem no Jornal Biofísico.