(PhysOrg.com) -- Met behulp van lasers en nanodeeltjes, wetenschappers van Rice University hebben een nieuwe techniek ontdekt om individuele zieke cellen te onderscheiden en ze te vernietigen met kleine explosies. De wetenschappers gebruikten lasers om "nanobellen" te maken door gouden nanodeeltjes in cellen te zappen. In tests op kankercellen, ze ontdekten dat ze de lasers konden afstemmen om ofwel kleine, heldere bubbels die zichtbaar waren maar ongevaarlijk of grote bubbels die de cellen deden barsten.

"Single-cell targeting is een van de meest aangeprezen voordelen van nanogeneeskunde, en onze aanpak maakt die belofte waar met een gelokaliseerd effect in een individuele cel, " zei rijstfysicus Dmitri Lapotko, de hoofdonderzoeker van het project. "Het idee is om ongezonde cellen vroegtijdig te herkennen en te behandelen, voordat een ziekte zo ver gevorderd is dat mensen extreem ziek worden."

Het onderzoek is online beschikbaar in het tijdschrift Nanotechnologie .

Nanobellen ontstaan ​​wanneer gouden nanodeeltjes worden geraakt door korte laserpulsen. De kortlevende bubbels zijn zeer helder en kunnen kleiner of groter worden gemaakt door het vermogen van de laser te variëren. Omdat ze zichtbaar zijn onder een microscoop, nanobellen kunnen worden gebruikt om zieke cellen te diagnosticeren of om de explosies te volgen die ze vernietigen.

In laboratoriumstudies die vorig jaar werden gepubliceerd, Lapotko en collega's van het Laboratorium voor Laser Cytotechnologieën van de A.V. Lykov Heat and Mass Transfer Institute in Minsk, Wit-Rusland, toegepaste nanobellen op arteriële plaque. Ze ontdekten dat ze dwars door de afzettingen konden schieten die de slagaders blokkeren.

"De bubbels werken als een drilboor, ' zei Lapotko.

In de huidige studie, Lapotko en Rice-collega Jason Hafner, universitair hoofddocent natuurkunde en sterrenkunde en scheikunde, testte de aanpak op leukemiecellen en cellen van hoofd- en nekkanker. Ze hechtten antilichamen aan de nanodeeltjes, zodat ze zich alleen op de kankercellen zouden richten, en ze ontdekten dat de techniek effectief was bij het lokaliseren en doden van de kankercellen.

Lapotko zei dat de nanobubble-technologie kan worden gebruikt voor "theranostics, " één proces dat diagnose en therapie combineert. omdat de celbrekende nanobellen ook in realtime op microscopen verschijnen, Lapotko zei dat de techniek kan worden gebruikt voor post-therapeutische beoordeling, of wat artsen vaak 'begeleiding' noemen.

Hafner zei, "De mechanische en optische eigenschappen van de bubbels bieden unieke voordelen bij het lokaliseren van de biomedische toepassingen op het individuele celniveau, of misschien zelfs om in cellen te werken."