Forscher haben gezeigt, wie kleine „nanorods“ des Goldes durch ein Laserstrahl zu den Sprenglöchern in den Membranen von Tumorzellen gestartet werden können und im Antrag eine komplexe biochemische Vorrichtung eingestellt, die die zu die Selbstzerstörung einer Tumorzelle führt.
Tumorzellmembranen haben häufig eine unnormal hohe Anzahl Rezeptoren zu den Fängermolekülen der Folsäure oder des Folats, ein Formular von Vitamin B, das viele Tumorzellen sich sehnen. Die Purdue-Forscher befestigten Folat zu den Gold-nanorods und aktivierten sie, die Empfänger und die Befestigung zu den Tumorzellmembranen anzuvisieren.
„Die Zellen werden dann mit Leuchte in der fast-Infrarotreichweite geleuchtet,“ sagte Ji-Xin Cheng (ausgeprägtes Gee-Shin), ein Assistenzprofessor in Purdues Weldon-Schule der Biomedizinischen Technik. „Diese Leuchte kann, durch Gewebe leicht passieren aber wird durch die nanorods absorbiert und konvertiert schnell in die Wärme und zu Miniaturexplosionen auf der Zelloberfläche führen.“
Wissenschaftler haben vor kurzem bestimmt, dass Gold-nanorods und andere nanostructures verwendet werden können, um Tumorzellen anzuvisieren und zu zerstören, aber es wurde im Allgemeinen angenommen, dass Zelltod an der hohen Wärme lag, die durch die lichten-absorbierend nanoparticles produziert wurde. Das Purdue-Team entdeckt jedoch dass ein komplexeres biochemisches Szenario für das Beenden der Zellen verantwortlich ist.
„Wir haben gefunden, dass eher als, die Zellen zum Tod kochend, die nanorods ersten Lochungen in der Membran und der Zelltod dann chemisch induziert wird, in diesem Fall durch einen Zufluss des Kalziums,“ sagte Alexander Wei, ein außerordentlicher Professor von Chemie bei Purdue.
Ergebnisse werden in einer Forschungsarbeit einzeln aufgeführt, die Am 19. Oktober im Zapfen Fortgeschrittenen Werkstoff erscheint. Das Papier, das letzte Woche Online aussah, wurde von Doktoranden Ling-Zange, von Yan Zhao, von Terry B. Huff und von Matthew N. Hansen, zusammen mit Wei und Cheng geschrieben.
Die Goldgestänge sind- kleiner als 15 nm breit und 50 nm lang, oder ungefähr 200mal kleiner als ein rotes Blutkörperchen. Ihr kleines ist für die möglichen medizinischen Anwendungen der Technologie kritisch: das menschliche Immunsystem räumt schnell größere als 100 nm der Partikel weg, während kleinere nanoparticles im Blutstrom weit länger bleiben können.
Glänzende Leuchte auf den Gold-nanorods veranlaßt sie, extrem heiß zu werden und ionisiert die Moleküle um sie.
„Dieses erzeugt eine Plasmablase, die für eine ungefähr Mikrosekunde dauert, in einem Prozess bekannt als Hohlraumbildung,“ sagte Wei. „Jedes Hohlraumbildungsereignis ist wie eine kleine Bombe. Dann plötzlich, haben Sie ein den Mund aufsperrendes Loch, in dem das nanorod war.“
Die Gold-nanorods sind auch für ein Baumuster optische Darstellung bekannt als Zweiphoton Lumineszenz ideal, verwendet von Cheng und von seiner Forschungsgruppe, um die Stellung von nanorods in der Istzeit während Tumorzelledes anvisierens zu überwachen. Die Abbildungstechnik liefert die kontrastreicheren und helleren Bilder als herkömmliche Leuchtstoffdarstellungsmethoden.
In den Experimenten mit Tumorzellen in den Laborkulturen, wurden die nanorods, die zu den Zellmembranen befestigt wurden und schließlich in die Zellen aufgenommen. Die Forscher fanden, dass es weniger Macht weit ergreifen könnte, Zellen zu verletzen, indem es die nanorods fast-Infrarotleuchte aussetzte, während sie noch auf der Membranoberfläche sind, anstatt zu warten, bis die nanorods internalisiert sind.