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Amélioration de la définition d'image utilisant Nanoparticles

Saut à :

Nanoparticles sont les particules de petite taille capables de pénétrer le réseau vasculaire et de diffuser le fuselage. Depuis leur développement, elles ont été appliquées à la représentation comme voie d'étiqueter les régions du corps spécifiques ou le tissu, comprenant dans l'imagerie par résonance magnétique (MRI), la représentation optique, et même la représentation d'ultrason.

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Les bonnes) expositions thermiques infrarouges d'image (ont élevé la température (jaune) de tumeur chez les souris après que l'irradiation de laser dedans avec l'OMV-mélanine ait traité des souris. L'image du côté gauche montre une souris traitée avec OMVs sans mélanine. Crédit d'image : Vipul Gujrati/université de Munich technique

Quel est Nanoparticles ?

Une des qualités les plus attrayantes des nanoparticles quand vu leur application aux sciences de la vie sont le leur temps de long assemblage et régime de pénétration de tissu. Ces deux avantages sont liés à la taille de nanoparticle : considérant que de plus grandes substances particulaires sont identifiées et libérées par le système réticulo-endothélial après injection, les nanoparticles sont assez petits pour échapper au système réticulo-endothélial et pour survivre ainsi. En outre, leurs moyens de petite taille ils peuvent pénétrer beaucoup de tailles de pore, en particulier dans des tumeurs.

Ces propriétés signifient que des nanoparticles, entre d'autres utilisations, ont été appliqués à la représentation aux tissus de détail d'objectif. Nanoparticles peut être conçu pour viser les sites spécifiques avec la spécificité très élevée. Par exemple, des nanoparticles qui visent des cancers ont été développés à l'image l'emplacement et la masse spécifiques des tumeurs.

Comment Nanoparticles améliorent-ils la définition d'image en termes de fluorescence ?

Comme mentionné, des nanoparticles peuvent être conçus pour viser les sites spécifiques dans le fuselage. Grâce à leur capacité de survivre et entrer dans l'appareil circulatoire du fuselage, nanoparticles peut être injectée en intraveineuse et par la suite atteindre leur destination d'objectif.

Une fois que le nanoparticle atteint sa destination, il peut relâcher une charge utile fonctionnelle qu'il transporte. Par exemple, quelques développements ont été effectués en étiquetant des nanoparticles avec des médicaments pour traiter des pièces de maladies en particulier du fuselage. Dans la représentation, des nanoparticles peuvent être étiquetés avec des fluorophores, tels que des nanoparticles d'émulsion de perfluorocarbon. Quand le nanoparticle grippe alors au récepteur ou au tissu d'intérêt, la fluorescence est émise et le contraste est amélioré. Par exemple, les nanoparticles d'émulsion de perfluorocarbon contiennent un à coeur liquide qui améliore le contraste dans des images d'ultrason de tissu cardiovasculaire.

Une tumeur traitée avec des nanoparticles de fumagillin (laissés) est plus petite qu
Une tumeur traitée avec des nanoparticles de fumagillin (laissés) est plus petite qu'une tumeur non traitée. Nanoparticles contenant une exposition (jaune) image-améliorante en métal que la tumeur traitée a beaucoup moins d'accroissement de vaisseau sanguin que la tumeur non traitée. Crédit d'image : École de Médecine d'université de Washington

Nanoparticles se sont montrés prometteur en surmontant des éditions liées à d'autres techniques d'imagerie, même lorsque ces techniques sont combinées. Par exemple, l'autofluorescence du tissu environnant a été une grande édition pour la définition d'image et in vivo l'évaluation de représentation. Les nanoparticles poreux photoluminescents de silicium ont une vie étendue d'émission (5-13 µs) comparée aux signes d'autofluorescence de tissu (<10 NS). Par conséquent, l'application de ces nanoparticles a été montrée pour améliorer le signe au contraste de mouvement propre par 50 et 20 fois, in vitro et in vivo, respectivement. Cette forme de la représentation de temps-grilles peut aider à améliorer l'imagerie médicale tandis que toujours utilisant des techniques d'imagerie conventionnelles.

Techniques d'imagerie de particules magnétiques

Nanoparticles ont également aidé à développer des techniques d'imagerie nouvelles. La représentation de particules magnétiques (MPI) est une technique relativement neuve qui trouve des traceurs de nanoparticle d'oxyde de fer. Elle est capable de la sensibilité nanomolar, la définition d'image qui est indépendant de profondeur, et utilise un traceur sûr et stable qui peut être suivi pendant des semaines. MPI diffère de beaucoup d'autres techniques d'imagerie médicale parce qu'il seulement des images le traceur et ne voit pas le tissu lui-même, à la différence de l'IRM et de l'ultrason.

En dépit de ces avantages, MPI n'a pas une définition apparier des techniques d'IRM ou de CT. La résolution spatiale de MPI dépend de l'inducteur de saturation du nanoparticle, de sa force de choix, et de ses propriétés magnétiques de relaxation. Les études sur la constante de temps de rotation de nanoparticles indiquent que la définition d'image peut être améliorée en abaissant les amplitudes d'inducteur d'entraînement, offrant de ce fait un point de vue neuf sur la façon dont améliorer la définition d'image et effectuer comparé plus compétitif de MPI aux techniques d'imagerie médicale traditionnelles.

Dans quoi d'autres réglages Nanoparticles peut-il améliorer la définition d'image ?

Nanoparticles sont appliqués à plusieurs types de techniques de représentation et de microscopie, y compris la microscopie électronique de lecture. Par exemple, la corrélation d'image numérique (DIC) a été combinée avec la microscopie électronique de lecture pour tracer des surfaces à la nano-écaille. Cependant, parce que DIC le fonctionner a besoin des surfaces du matériau pour avoir la configuration faite au hasard, isotrope, et contrastée des granularités laser. Ceci peut être fourni par les nanoparticles d'or, qui une fois appliqué à un résultat d'échantillon dans une définition d'image précédemment inaccessible de 4 nm/pixel. Ici, des nanoparticles peuvent être employés effectivement sans grands coûts, long temps de préparation, ou couverture inégale. En pareil cas, la représentation de nanoparticle est non seulement limitée aux applications biologiques mais peut être appliquée aux surfaces du matériau telles que les substrats métalliques et non métalliques.

Sources

  1. Liu J., et autres (2006). Nanoparticles comme agents améliorants d'image pour l'échographie. Physique dans le médicament et la biologie. https://doi.org/10.1088/0031-9155/51/9/004
  2. Petite ferme L.R., et autres (2015). Amplitude d'inducteur d'entraînement inférieur pour la définition d'image améliorée dans la représentation de particules magnétiques. Physique médicale. https://doi.org/10.1118/1.4938097
  3. Kammers A.D. et Daly S. (2013). structuration extérieure Auto-montée de nanoparticle pour la corrélation améliorée d'image numérique dans un microscope électronique de lecture. Mécanique expérimentale. https://doi.org/10.1007/s11340-013-9734-5
  4. GU, L. et autres (2013). Représentation in vivo temps-déclenchée de fluorescence avec les nanoparticles poreux luminescents biodégradables de silicium. Transmissions de nature. https://doi.org/10.1038/ncomms3326

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Last Updated: Oct 15, 2019

Sara Ryding

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Sara Ryding

Sara is a passionate life sciences writer who specializes in zoology and ornithology. She is currently completing a Ph.D. at Deakin University in Australia which focuses on how the beaks of birds change with global warming.

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