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Perfeccionar la resolución de imagen usando Nanoparticles

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Nanoparticles es partículas pequeñas capaces de penetrar vasculatura y de circular la carrocería. Desde su revelado, se han aplicado a la proyección de imagen como manera de marcar las áreas con etiqueta específicas de la carrocería o del tejido, incluyendo en proyección de imagen de resonancia magnética (MRI), proyección de imagen óptica, e incluso proyección de imagen del ultrasonido.

La imagen térmica infrarroja (correcta) muestra temperatura (amarilla) elevada del tumor en ratones después de la irradiación del laser hacia adentro con los ratones tratados OMV-melanina. La imagen a la izquierda muestra un ratón tratado con OMVs sin melanina. Haber de imagen: Vipul Gujrati/universidad de Munich técnica
Las demostraciones (correctas) térmicas infrarrojas de la imagen elevaron temperatura (amarilla) del tumor en ratones después de que la irradiación del laser hacia adentro con OMV-melanina tratara ratones. La imagen a la izquierda muestra un ratón tratado con OMVs sin melanina. Haber de imagen: Vipul Gujrati/universidad de Munich técnica

¿Cuáles son Nanoparticles?

Una de las calidades más atractivas de nanoparticles cuando en vista de su uso a las ciencias de la vida están su tiempo de retención larga y índice de penetración del tejido. Ambas estas ventajas se relacionan con la talla del nanoparticle: considerando que macropartículas más grandes son reconocidas y autorizadas por el sistema reticuloendotelial después de la inyección, los nanoparticles son bastante pequeños escape el sistema reticuloendotelial y sobrevivir así. Además, sus medios tamaño pequeño pueden penetrar muchas tallas del poro, determinado dentro de tumores.

Estas propiedades significan que los nanoparticles, entre otras aplicaciones, se han aplicado a la proyección de imagen a los tejidos del detalle del objetivo. Nanoparticles se puede dirigir para apuntar sitios específicos con especificidad muy alta. Por ejemplo, los nanoparticles que apuntan cánceres se han desarrollado a la imagen la situación y la masa específicas de tumores.

¿Cómo Nanoparticles perfecciona la resolución de imagen en términos de fluorescencia?

Según lo mencionado, los nanoparticles se pueden dirigir para apuntar sitios específicos en la carrocería. Los gracias a su capacidad de sobrevivir y de incorporar el sistema circulatorio de la carrocería, nanoparticles pueden ser inyectados intravenoso y alcanzar posteriormente su destino del objetivo.

Una vez que el nanoparticle alcanza su destino, puede liberar una carga útil funcional que lleve. Por ejemplo, algunos progresos se han hecho en marcar nanoparticles con etiqueta con las drogas para tratar a las piezas de las enfermedades particularmente de la carrocería. En proyección de imagen, los nanoparticles se pueden marcar con etiqueta con los fluorophores, tales como nanoparticles de la emulsión del perfluorocarbon. Cuando el nanoparticle entonces ata al receptor o al tejido del interés, se emite la fluorescencia y se perfecciona el contraste. Por ejemplo, los nanoparticles de la emulsión del perfluorocarbon contienen un de cono de metal líquido que aumente contraste en imágenes del ultrasonido del tejido cardiovascular.

Un tumor tratado con los nanoparticles del fumagillin (dejados) es más pequeño que un tumor no tratado. Nanoparticles que contiene una demostración (amarilla) de imagen-aumento del metal que el tumor tratado tiene mucho menos incremento del vaso sanguíneo que el tumor no tratado. Haber de imagen: Facultad de Medicina de la universidad de Washington
Un tumor tratado con los nanoparticles del fumagillin (dejados) es más pequeño que un tumor no tratado. Nanoparticles que contiene una demostración (amarilla) de imagen-aumento del metal que el tumor tratado tiene mucho menos incremento del vaso sanguíneo que el tumor no tratado. Haber de imagen: Facultad de Medicina de la universidad de Washington

Nanoparticles ha mostrado promesa en vencer las entregas asociadas a otras técnicas de proyección de imagen, incluso cuando se combinan esas técnicas. Por ejemplo, el autofluorescence del tejido circundante ha sido una entrega grande para la resolución de imagen y in vivo la interpretación de la proyección de imagen. Los nanoparticles porosos fotoluminiscentes del silicio tienen un curso de la vida extendido de la emisión (5-13 µs) comparado a las señales del autofluorescence del tejido (<10 ns). Por lo tanto, el uso de estos nanoparticles ha sido mostrado para perfeccionar la señal al contraste del fondo por 50 y 20 doblan, in vitro y in vivo, respectivamente. Esta forma de la proyección de imagen de las tiempo-entradas puede ayudar a perfeccionar proyección de imagen médica mientras que aún usando técnicas de proyección de imagen convencionales.

Métodos de la proyección de imagen de la partícula magnética

Nanoparticles también ha ayudado a desarrollar técnicas de proyección de imagen nuevas. La proyección de imagen de la partícula magnética (MPI) es relativamente una nueva técnica que descubre trazadores del nanoparticle del óxido de hierro. Es capaz de la sensibilidad nanomolar, la resolución de imagen que es independiente de la profundidad, y utiliza un trazador seguro y estable que se pueda rastrear por semanas. MPI difiere de muchas otras técnicas de proyección de imagen médica porque él solamente las imágenes el trazador y no ve el tejido sí mismo, a diferencia de MRI y del ultrasonido.

A pesar de estas ventajas, MPI no tiene una resolución el igualar de técnicas de MRI o del CT. La resolución espacial de MPI depende del campo de la saturación del nanoparticle, de su fuerza de la selección, y de sus propiedades magnéticas de la relajación. Los estudios en el constante de tiempo de la rotación de los nanoparticles revelan que la resolución de imagen puede ser perfeccionada bajando las amplitudes del campo de impulsión, de tal modo ofreciendo una nueva perspectiva en cómo perfeccionar la resolución de imagen y hacer más competitivo de MPI comparado a las técnicas de proyección de imagen médica tradicionales.

¿En qué otras fijaciones puede Nanoparticles perfeccionar la resolución de imagen?

Nanoparticles se está aplicando a varios tipos de técnicas de la proyección de imagen y de la microscopia, incluyendo microscopia electrónica de la exploración. Por ejemplo, la correlación de la imagen digital (DIC) se ha combinado con microscopia electrónica de la exploración para correlacionar superficies en la nano-escala. Sin embargo, porque DIC trabajarlo necesita las superficies materiales tener configuración del contraste al azar, isotrópico, y alto de puntos. Esto se puede ofrecer por los nanoparticles del oro, que cuando está aplicado a un resultado de la muestra en una resolución de imagen previamente inalcanzable de 4 nm/pixel. Aquí, los nanoparticles se pueden utilizar eficazmente sin costos grandes, tiempo de preparación largo, o abrigo irregular. En estos casos, la proyección de imagen del nanoparticle no sólo se limita a los usos biológicos pero se puede aplicar a las superficies materiales tales como substratos metálicos y nos-metálico.

Fuentes

  1. Liu J., y otros (2006). Nanoparticles como agentes de aumento de la imagen para la sonografía. La física en remedio y biología. https://doi.org/10.1088/0031-9155/51/9/004
  2. Cercado L.R., y otros (2015). Amplitud del campo de impulsión inferior para la resolución de imagen perfeccionada en proyección de imagen de la partícula magnética. La física médica. https://doi.org/10.1118/1.4938097
  3. Kammers A.D. y Daly S. (2013). el modelar superficial Uno mismo-montado del nanoparticle para la correlación perfeccionada de la imagen digital en un microscopio electrónico de exploración. Mecánicos experimentales. https://doi.org/10.1007/s11340-013-9734-5
  4. Gu, L. y otros (2013). Proyección de imagen in vivo tiempo-bloqueada de la fluorescencia con los nanoparticles porosos luminiscentes biodegradables del silicio. Comunicaciones de la naturaleza. 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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