El tinte fluorescente podía permitir que los doctores obtengan mejores imágenes de los vasos sanguíneos, tejidos

La proyección de imagen de la fluorescencia es ampliamente utilizada para visualizar tejidos biológicos tales como el dorso del aro, donde los signos de la degeneración macular pueden ser descubiertos. Es también de uso general a los vasos sanguíneos de la imagen durante la cirugía reconstructiva, permitiendo que los cirujanos se aseguren de los buques estén conectados correctamente.

Para estos procedimientos, así como otros ahora en juicios clínicas, tales como tumores de la proyección de imagen, los investigadores utilizan una porción del espectro liviano conocido como el del infrarrojo cercano (NIR) -- 700 a 900 nanómetros, apenas más allá de lo que puede descubrir el aro humano. Un tinte que es fluorescente en esta longitud de onda se administra a la carrocería o al tejido y entonces reflejado usando una cámara especializada. Los investigadores han mostrado esa luz con mayores de 1.000 nanómetros de las longitudes de onda, conocidos como infrarrojo de la onda corta (SWIR), imágenes mucho más sin obstrucción de las ofertas que NIR, pero no hay tintes aprobados por la FDA de la fluorescencia con la emisión máxima en el alcance de SWIR.

Las personas de investigadores en el Hospital General del MIT y de Massachusetts ahora han tomado una medida importante hacia la fabricación de proyección de imagen de SWIR extensamente - disponible. Han mostrado que un tinte aprobado por la FDA, disponible en el comercio ahora usado para la proyección de imagen del infrarrojo cercano también trabaja muy bien para la proyección de imagen del infrarrojo de la onda corta.

“Qué encontramos es que este tinte, que se ha aprobado desde 1959, es realmente el mejor, el fluoróforo más brillante que conocemos de a este punto para la proyección de imagen en el infrarrojo de la onda corta,” dice Moungi Bawendi, el profesor del lobo de Lester de la química en el MIT. “Ahora los clínicos pueden comenzar a intentar la proyección de imagen de la onda corta para sus usos porque tienen ya un fluoróforo que sea aprobado para el uso en seres humanos.”

La proyección de imagen este tinte con una cámara que descubre la luz infrarroja de la onda corta podría permitir que los doctores y los investigadores obtengan imágenes mucho mejores de los vasos sanguíneos y de otros tejidos de la carrocería para la diagnosis y la investigación.

Bawendi y el científico anterior Oliverio Bruns de la investigación del MIT son los autores mayores del estudio, que aparece en los procedimientos de la National Academy of Sciences. Los autores importantes del papel son estudiantes de tercer ciclo Jessica Carr y Daniel Franke del MIT.

El cortar a través de la niebla

El tinte que los investigadores usados en este estudio, conocido como verde del indocyanine (ICG), son fluorescentes lo más fuertemente posible alrededor 800 nanómetros, que baja dentro del alcance del infrarrojo cercano. Cuando está inyectado en la carrocería, viaja a través de la circulación sanguínea, haciéndole el ideal para la angiografía (la visualización de la sangre que atraviesa los buques). Algunos robot-ayudaron a sistemas quirúrgicos han incorporado proyección de imagen de la fluorescencia de NIR para ayudar a visualizar los vasos sanguíneos y otras características anatómicas.

Las personas del MIT descubrieron la utilidad de ICG para la proyección de imagen de SWIR algo casual. Como parte de un experimento de mando para otro papel, probaron el rendimiento de la fluorescencia de los puntos del quantum contra el rendimiento de la fluorescencia de ICG en el infrarrojo de la onda corta. Contaban con que ICG no tuviera ningún rendimiento, pero fueron sorprendidos descubrir que produjo real una señal muy fuerte.

El laboratorio y otros investigadores de Bawendi han estado interesados en los fluorophores el convertirse para la proyección de imagen de SWIR porque SWIR ofrece un mejores contraste y claridad que NIR. La luz con longitudes de onda más cortas tiende a dispersar lejos de imperfecciones en los objetos que golpea, pero como se convierten las longitudes de onda más de largo, el dispersar se reduce grandemente.

“En el del infrarrojo cercano, muchas las características que usted ve en tejido pueden observar de niebla, y una vez que usted se traslada al infrarrojo de la onda corta, la imagen aclaran y todo llega a ser afilada,” Bruns dice.

El infrarrojo de la onda corta puede también penetrar más profundo en tejido, aunque calcule exactamente hasta dónde es un proceso complicado, los investigadores dice, porque depende de la talla de la estructura que es vista y del campo visual del microscopio. En el nuevo estudio, los investigadores podían ver varios cientos de micrómetros en tejido usando un microscopio de fluorescencia regular. Normalmente, esta profundidad se puede alcanzar solamente con microscopia del dos-fotón, un tipo mucho más complicado y más costoso de proyección de imagen.

“Encontramos que el infrarrojo de la onda corta es determinado útil para los pequeños objetos de la proyección de imagen que están encima de un fondo grande, así que cuando usted quiere hacer la angiografía de pequeños buques, o los capilares, que es importante más fácil en el infrarrojo de la onda corta que en el del infrarrojo cercano,” Franke dicen.

Una señal fuerte

En su estudio, los investigadores fomentan ICG explorado y mostrados que da una señal más fuerte que el otro SWIR ahora teñe en el revelado. Los estudios anteriores de ICG se habían centrado en su emisión alrededor 800 nanómetros, donde es fluorescente el más brillante, así que nadie había observado que el tinte también produjo una señal fuerte en longitudes de onda más largas. Aunque no es fluorescente eficientemente en el alcance onda-infrarrojo, ICG absorbe tanto la luz que si incluso un pequeño porcentaje se emite como luz fluorescente, la señal es más brillante que lo producida por otros tintes de SWIR.

Los investigadores también encontraron que ICG es bastante brillante que puede producir imágenes rápidamente, que es importante para capturar el movimiento.

“Si usted no tiene bastante fuerte una señal, retrasa cuánto tiempo toma para tomar la imagen, así que usted no puede utilizarla para el movimiento de la proyección de imagen tal como sangre que fluye o el golpeo del corazón,” Carr dice.

Los investigadores también probaron otro tinte que trabaja en el del infrarrojo cercano. Este tinte, llamado IRDye 800CW, es similar a ICG y se puede sujetar a los anticuerpos que apuntan las proteínas tales como ésos encontrados en tumores. Encontraron que IRDye 800CW también es fluorescente brillantemente en la luz onda-infrarroja, pensamiento tan brillantemente como ICG, y mostró que él podría utilizarlo a la imagen un tumor cacerígeno en los cerebros de ratones.

Para hacer la proyección de imagen onda-infrarroja, los laboratorios de investigación y los hospitales necesitarían cambiar de las cámaras del silicio ahora usadas para la proyección de imagen de NIR a una cámara del arseniuro de galio (InGaAs) del indio. Hasta hace poco tiempo, estas cámaras han sido prohibitivo costosas, pero los precios han estado bajando en los últimos años.

El equipo de investigación es más futuro ahora investigando porqué ICG trabaja tan bien para la proyección de imagen onda-infrarroja, y está intentando determinar la longitud de onda óptima para su uso, que él espera le ayudará a determinar los mejores usos para esta clase de proyección de imagen. También están trabajando con otros laboratorios para desarrollar los tintes que son similares a ICG y pudieron trabajar incluso mejor.

Fuente: http://news.mit.edu/2018/fluorescent-dye-could-enable-sharper-biological-imaging-0406