Wetenschappers hebben gouden nanodeeltjes ontworpen, niet groter dan 100 nanometer, die kan worden gecoat en gebruikt om de bloedstroom in de kleinste bloedvaten in het lichaam te volgen.

Door ons begrip van de bloedstroom in vivo te verbeteren, bieden de nanosondes een kans om te helpen bij de vroege diagnose van ziekte.

Lichtmicroscopie is een snel evoluerend veld voor het begrijpen van in vivo systemen waar hoge resolutie vereist is. Het is vooral cruciaal voor cardiovasculair onderzoek, waar klinische studies zijn gebaseerd op ultrasone technologieën die inherent een lagere resolutie hebben en beperkte informatie opleveren.

Het vermogen om de bloedstroom in de geavanceerde vasculaire boom te volgen (met name in de kleinste elementen van de microvasculatuur - haarvaten) kan onschatbare informatie opleveren om ziekteprocessen zoals trombose en vasculaire ontsteking te begrijpen. Er zijn nog meer toepassingen voor de verbeterde afgifte van therapieën, zoals het richten op tumoren.

Momenteel, bloedstroom in de microvasculatuur wordt slecht begrepen. Nanowetenschap is uniek geplaatst om de processen die plaatsvinden in de micron-gedimensioneerde vaten te helpen begrijpen.

Het ontwerpen van sondes om de bloedstroom te controleren is een uitdaging vanwege de omgeving; de hoge eiwitniveaus in plasma en de hoge concentraties rode bloedcellen zijn nadelig voor optische beeldvorming.

Conventionele technieken zijn gebaseerd op het kleuren van rode bloedcellen, gebruik van organische kleurstoffen met een kortstondig gebruik als gevolg van fotobleken, als het volgmotief. De relatief grote omvang van de rode bloedcellen (7-8 micrometer), die in feite de sondes zijn, beperkt de resolutie in beeldvorming en analyse van de stromingsdynamiek van de kleinste vaten die een vergelijkbare breedte hebben.

Daarom, om meer gedetailleerde resolutie en informatie over de bloedstroom in de microvasculatuur te hebben, nog kleinere sondes zijn vereist.

Dit papier, gepubliceerd in nanogeneeskunde , rapporteert een methode voor de bereiding van met iridium gecoate gouden nanodeeltjes als lichtgevende sondes voor optische beeldvorming in bloed.

Professor Zoë Pikramenou, van de School of Chemistry aan de Universiteit van Birmingham, uitgelegd, "De sleutel tot deze met iridium gecoate nanodeeltjes ligt in zowel hun kleine formaat, en in de karakteristieke lichtgevende eigenschappen. Het iridium geeft een lichtgevend signaal in het zichtbare spectrum, het verschaffen van een optisch venster dat kan worden gedetecteerd in bloed. Het is ook langlevend in vergelijking met organische fluoroforen, terwijl is aangetoond dat de kleine gouddeeltjes ideaal zijn voor het volgen van de stroom en duidelijk worden gedetecteerd in weefsels."

Het team was in staat om in water oplosbare gouden nanodeeltjes te stabiliseren, gecoat met de iridium luminescente sondes - tot 100 nanometer groot met behulp van een oppervlakteactieve coating.

Professor Gerard Nash, van het Institute of Cardiovascular Sciences aan de Universiteit van Birmingham, toegevoegd, "De grootte van 100 nanometer is ideaal om de stroming niet te verstoren, maar nog steeds detecteerbaar door beeldvorming met hoge resolutie met behulp van conventionele microscopen. Deze nanodeeltjes kunnen worden gebruikt als trackers voor detectie in sub-millimeterkanalen met afmetingen die vergelijkbaar zijn met veel microvaten met een hogere resolutie dan met fluorescent gekleurde bloedcellen."

Professor Stuart Egginton merkte op:"De nanodeeltjes komen in de bloedsomloop en kunnen duidelijk worden afgebeeld door fluorescentie in verschillende organen, terwijl het goudsignaal gemakkelijk kan worden gekwantificeerd met andere technieken."

Het team zal nu kijken om de nanodeeltjes te ontwikkelen om gerichte levering in het lichaam mogelijk te maken, en onderzoek het potentieel voor in vivo beeldvorming met behulp van nabij-infraroodsondes.