(Phys.org)—Gli scienziati di Stanford hanno sviluppato una tecnica di imaging a fluorescenza che consente loro di visualizzare i vasi sanguigni pulsanti degli animali viventi con una chiarezza senza precedenti. Rispetto alle tecniche di imaging convenzionali, l'aumento della nitidezza è come togliere la nebbia dagli occhiali.

La tecnica, chiamato imaging nel vicino infrarosso-II, o NIR-II, comporta prima l'iniezione di nanotubi di carbonio solubili in acqua nel flusso sanguigno del soggetto vivente.

I ricercatori poi puntano un laser (la sua luce è nel raggio del vicino infrarosso, una lunghezza d'onda di circa 0,8 micron) sul soggetto; in questo caso, un topo.

La luce fa sì che i nanotubi appositamente progettati emettano fluorescenza a una lunghezza d'onda maggiore di 1-1,4 micron, che viene poi rilevato per determinare la struttura dei vasi sanguigni.

Il fatto che i nanotubi emettano fluorescenza a lunghezze d'onda sostanzialmente più lunghe rispetto alle tecniche di imaging convenzionali è fondamentale per ottenere immagini straordinariamente chiare dei minuscoli vasi sanguigni:la luce a lunghezza d'onda più lunga si disperde meno, e quindi crea immagini più nitide dei vasi. Un altro vantaggio del rilevamento di tale luce a lunghezza d'onda lunga è che il rilevatore registra meno rumore di fondo poiché il corpo non produce autofluorescenza in questo intervallo di lunghezze d'onda.

Oltre a fornire dettagli precisi, la tecnica – sviluppata dagli scienziati di Stanford Hongjie Dai, professore di chimica; John Cooke, professore di medicina cardiovascolare; e Ngan Huang, assistente professore di chirurgia cardiotoracica - ha una velocità di acquisizione delle immagini veloce, consentendo ai ricercatori di misurare il flusso sanguigno quasi in tempo reale.

La capacità di ottenere sia le informazioni sul flusso sanguigno che la chiarezza dei vasi sanguigni non era precedentemente possibile, e sarà particolarmente utile nello studio di modelli animali di malattia arteriosa, come il modo in cui il flusso sanguigno è influenzato dai blocchi e dalle costrizioni arteriose che causano, tra l'altro, ictus e attacchi di cuore.

"Per la ricerca medica, è uno strumento molto carino per osservare le caratteristiche dei piccoli animali, "Ha detto Dai. "Ci aiuterà a capire meglio alcune malattie vascolari e come rispondono alla terapia, e come potremmo escogitare trattamenti migliori".

Poiché NIR-II può penetrare solo un centimetro, al massimo, nel corpo, non sostituirà altre tecniche di imaging per gli esseri umani, ma sarà un metodo potente per studiare i modelli animali sostituendo o integrando i raggi X, TC, Tecniche di risonanza magnetica e laser Doppler.

Il prossimo passo per la ricerca, e uno che renderà la tecnologia più facilmente accettata per l'uso negli esseri umani, è esplorare molecole fluorescenti alternative, Dai ha detto. "Vorremmo trovare qualcosa di più piccolo dei nanotubi di carbonio ma che emetta luce alla stessa lunghezza d'onda, in modo che possano essere facilmente espulsi dal corpo e possiamo eliminare qualsiasi problema di tossicità".

Gli autori principali dello studio sono lo studente laureato Guosong Hong del Dipartimento di Chimica e l'assistente di ricerca Jerry Lee della School of Medicine. Altri coautori includono lo studente laureato Joshua Robinson e gli studiosi post-dottorato Uwe Raaz e Liming Xie. Il lavoro è stato sostenuto dal National Cancer Institute, il Cuore Nazionale, Lung and Blood Institute e una borsa di studio per laureati a Stanford.

L'opera è stata pubblicata online in Medicina della natura .