Dr. Ning Fang van de afdeling Scheikunde van de Georgia State University heeft een nieuwe optische beeldvormingstechniek ontwikkeld, Single Particle Oriëntatie en Rotational Tracking (SPORT), om roterende bewegingen in levende cellen in beeld te brengen en zich uiteindelijk op kankercellen te richten.

Fang's uitvinding is een differentieel interferentiecontrast (DIC) microscopie-gebaseerde beeldvormingstool, die plasmonische nanodeeltjes van verschillende vormen en maten volgt. De SPORT is een gemodificeerde commerciële microscoop met vijfdimensionale trackingmogelijkheden voor enkelvoudige deeltjes.

"DIC-microscopie wordt al lang gebruikt als een aanvullende techniek om cellen af ​​​​te beelden, omdat het een betere visualisatie van cellulaire kenmerken biedt dan andere verre-veld optische microscopietechnieken, " zei Fang. "De recente inspanningen in mijn laboratorium hebben DIC-microscopie omgevormd tot een primair onderzoeksinstrument voor het volgen van plasmonische nanodeeltjes in biologische monsters."

De SPORT stelt wetenschappers in staat fundamentele kennis te verwerven over de gedetailleerde rotatiedynamiek van cellulaire processen, zoals hechting, endocytose en transport van gefunctionaliseerde nanodeeltjes die relevant zijn voor medicijnafgifte en virale binnenkomst. Fang ontving de prestigieuze Innovation Award van de Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopie Societies voor deze uitvinding.

Gouden nanodeeltjes kunnen de migratie van kankercellen remmen en metastase voorkomen, wat een belangrijke oorzaak is van aan kanker gerelateerde sterfgevallen. Tot nu, er is niet veel begrepen over waarom gouden nanodeeltjes dit vermogen hebben, zei Fang.

De SPORT helpt bij het beantwoorden van deze vraag, inzicht verschaffen in nanodeeltjes-eiwit- en celinteracties die specifiek verband houden met celmigratie.

"Onze inspanningen dragen belangrijke fundamentele kennis bij om de meest kritische, maar nog steeds ongrijpbare vraag voor de afgelopen twee decennia, " zei Fang. "Wat zijn het onderliggende mechanisme van de diepgaande effecten van nanodeeltjes op cytotoxiciteit, menselijke gezondheid en milieu?"

De volgende stap voor Fang en zijn onderzoeksteam is het ontwikkelen van computerstimulaties om de effecten van nanodeeltjesvormen te begrijpen, maten en oppervlaktemodificatoren.