Gebaseerd op het principe van interactie tussen materie en licht, er is een nieuwe methode ontwikkeld om de Brownse beweging van snel bewegende moleculen ter grootte van nanometers te volgen en te observeren, en meet de verschillende fluorescentiesignalen van elk biologisch nanodeeltje.

Het nanodeeltjesvolganalysesysteem (NTA) is de meest gebruikte kwantificeringsmethode voor nanodeeltjes ter wereld. Het is een methode die een groep nanodeeltjes in een vastgelegd beeld observeert en volgt als een enkele deeltjeseenheid. Onlangs, een POSTECH-onderzoeksteam - geleid door Dr. Siwoo Cho en Ph.D. kandidaat Johan Yi van de faculteit Werktuigbouwkunde - geslaagd in het meten van de hoeveelheid, maat, en helderheid van verstrooid licht door NTA en verder de verschillende fluorescentiesignalen van individuele deeltjes gemeten.

Het onderzoeksteam ontwikkelde een op fluorescentie gebaseerd nanoparticle tracking analysis (NTA)-systeem om de grootte en eiwitexpressie van individuele extracellulaire blaasjes (EV) te karakteriseren. In dit systeem, een vel lasers met vier verschillende golflengten werd volgens een geprogrammeerd schema op de EV's geschenen, het verschaffen van verstrooiingsbeelden die worden geïntercaleerd door drie fluorescerende beelden. De grootte, verhouding, en verstrooid licht van duizenden individuele deeltjes werden waargenomen, en een zesdimensionale waarde bestaande uit drie verschillende fluorescentie werd verkregen.

Met behulp van dit voorgestelde NTA-systeem, de onderzoekers maten de verdeling van specifieke eiwitten in EV's (bijv. exosomen), die biologische nanodeeltjes zijn, op individuele deeltjesniveaus en analyseerde de relatie tussen de eiwitten.

Met dit NTA-systeem kan de gebruiker de nanodeeltjes tijdens de analyse observeren en onmiddellijk na het laden van het monster kwantitatieve gegevens van individuele of alle nanodeeltjes verkrijgen zonder dat een controlegroep nodig is. Het stelt de onderzoekers in staat om cellen op moleculair niveau te observeren om belangrijke aanwijzingen te krijgen voor het begrijpen van verschillende levensprocessen.

Bijvoorbeeld, aangezien het systeem zich richt op alle soorten nanodeeltjes, het kan worden gebruikt voor omgevingsmonitoring zoals fijn stof, bio-nanodeeltjesanalyse voor onderzoek en ontwikkeling van virussen, en ziektediagnose en biomonitoring door middel van nanodeeltjesanalyse van verschillende lichaamsvloeistoffen.

"Het op multiplex fluorescentie gebaseerde NTA-systeem dat in deze studie is ontwikkeld, stelt wetenschappers in staat om de associatie tussen verschillende eiwitten in exosomen te analyseren, " verklaarde professor Jaesung Park van POSTECH. "We verwachten dat het in de toekomst aanzienlijk zal bijdragen aan de vooruitgang van industrieën en onderzoek met betrekking tot exosomen."