تشخیص تومور با تصویربرداری نوری

نور مرئی و مخصوصا نور مادون‌قرمز را می‌توان برای تصویربرداری از بافت انسان استفاده کرد. اثربخشی فرآیندهای تصویربرداری نوری را می‌توان با رنگ‌دانه‌های مناسب بعنوان عامل کنتراست بطور قابل ملاحظه‌ای بهبود بخشید. اکنون گروهی به رهبری ونبین لین از دانشگاه کارولینای شمالی عامل کنتراست جدیدی معرفی کرده‌اند که می‌تواند سلول‌های توموری را در محیط مصنوعی علامت‌گذاری کند.

نور مرئی و مخصوصا نور مادون‌قرمز را می‌توان
برای تصویربرداری از بافت انسان استفاده کرد. اثربخشی فرآیندهای
تصویربرداری نوری را می‌توان با رنگ‌دانه‌های مناسب بعنوان عامل کنتراست
بطور قابل ملاحظه‌ای بهبود بخشید. اکنون گروهی به رهبری ونبین لین از
دانشگاه کارولینای شمالی عامل کنتراست جدیدی معرفی کرده‌اند که می‌تواند
سلول‌های توموری را در محیط مصنوعی علامت‌گذاری کند.

این رنگ‌دانه کمپلکس روتنیوم فسفرسانس است که در داخل نانوذراتی از یک
پلیمر کئوردیناسیون آلی- فلزی قرار گرفته است. این نانوذرات اجازه بارگیری
مقادیر فوق‌العاده زیادی از رنگ‌دانه را می‌دهند.

این گروه کمپلکس‌های بهم‌پیوسته فلزی برای تشکیل پلیمرهای کئوردیناسیون
شبکه‌گونه ایجاد کرده است. پلیمرهای کئوردیناسیون ساختارهای آلی- فلزی شامل
یون‌های فلزی، که همانند نقاط اتصال رفتار می‌کنند، هستند که توسط پل‌هایی
از جنس مولکول‌های آلی یا کمپلکس‌های کئوردیناسیون بهم مرتبط شده‌اند. این
دانشمندان چنین پلیمرهایی را با پل‌هایی که از کمپلکس‌های گسیلنده نور
روتنیوم فلزی تشکیل شده است، ساختند. نشان داده شده است که یون‌های
زیرکونیوم نقاط اتصال مناسبی هستند.

عامل‌دار کردن بیشتر این ذرات سیلیکا / پلیمرهای کئوردیناسیون نانومقیاس با پلی‌اتیلن‌گلیکول
(PEG) و آنیسامید- PEG توانست خاصیت زیست‌سازگاری و توانایی هدف‌گیری آنها را
افزایش داده و امکان تصویربردای مختص سرطان از سلول‌های ۴۶۰H سرطان ریه انسان را
ایجاد کند.
کمپلکس‌های روتنیوم، فلورسانس نیستند بلکه
فسفرسانس هستند. بدین معنا که آنها مدت زمان متناسبی بعد از قرار گرفتن تحت
تابش نور، از خود نور گسیل می‌کنند. از آنجایی که آنها در داخل یک ظرف نانو-
ترابرد قرار نگرفته‌اند، ولی مولفه‌ای از یک نانوذره هستند، امکان رسیدن به
بارگیری رنگ‌دانه تا مقادیر بسیار بالا – در این مورد بیش از ۵۰% – امکان‌پذیر
است.

بمنظور جلوگیری از انحلال سریع ذرات برافروخته و افزایش خاصیت زیست‌سازگاری،
لایه‌های نازکی از اکسید سیلیکون و لایه‌ای از پلی‌اتیلن‌گلیکول بر روی
آنها پوشانده شد. لایه دوم بمانند یک تکیه‌گاه برای آنیسامید (مولکولی که
بطور ویژه به گیرنده‌هایی می‌چسبد که وفورآنها بر روی سطح انواع زیادی از
سلول‌های توموری نسبت به سلول‌های سالم بیشتر است) رفتار می‌کند.

در محیط کشت سلولی، امکان علامت‌گذاری گزینشی رشته‌ای از سلول‌های سرطانی
با این نانوذرات فسفرسانس وجود داشت. این پژوهشگران امیدوارند که با
بکارگیری این نانومواد آلی- فلزی امکان توسعه عامل‌های کنتراست جدید برای
استفاده در تصویربرداری نوری جهت تشخیص تومور وجود داشته باشد.

جزئیات نتایج این پژوهش در مجله‌ی Angewandte Chemie منتشر شده است.