Gli scienziati hanno progettato nanoparticelle d'oro, non più grande di 100 nanometri, che può essere rivestito e utilizzato per tracciare il flusso sanguigno nei vasi sanguigni più piccoli del corpo.
Migliorando la nostra comprensione del flusso sanguigno in vivo, le nanosonde rappresentano un'opportunità per aiutare nella diagnosi precoce della malattia.
La microscopia ottica è un campo in rapida evoluzione per la comprensione dei sistemi in vivo in cui è richiesta un'alta risoluzione. È particolarmente cruciale per la ricerca cardiovascolare, dove gli studi clinici si basano su tecnologie a ultrasuoni che hanno intrinsecamente una risoluzione inferiore e forniscono informazioni limitate.
La capacità di monitorare il flusso sanguigno nel sofisticato albero vascolare (in particolare nei più piccoli elementi del microcircolo - i capillari) può fornire preziose informazioni per comprendere processi patologici come la trombosi e l'infiammazione vascolare. Ci sono ulteriori applicazioni per una migliore somministrazione di terapie, come prendere di mira i tumori.
Attualmente, il flusso sanguigno nel microcircolo è poco conosciuto. La nanoscienza è in una posizione unica per aiutare a comprendere i processi che avvengono nei vasi di dimensioni micron.
La progettazione di sonde per monitorare il flusso sanguigno è impegnativa a causa dell'ambiente; gli alti livelli di proteine nel plasma e le alte concentrazioni di globuli rossi sono dannosi per l'imaging ottico.
Le tecniche convenzionali si basano sulla colorazione dei globuli rossi, utilizzando coloranti organici con uso di breve durata a causa del photobleaching, come motivo di tracciamento. Le dimensioni relativamente grandi dei globuli rossi (7-8 micrometri), che sono effettivamente le sonde, limita la risoluzione nell'imaging e nell'analisi della dinamica del flusso dei vasi più piccoli di larghezza simile.
Perciò, per avere una risoluzione più dettagliata e informazioni sul flusso sanguigno nel microcircolo, sono necessarie sonde ancora più piccole.
Questo articolo, pubblicato in Nanomedicina , riporta un metodo per la preparazione di nanoparticelle d'oro rivestite di iridio come sonde luminescenti per l'imaging ottico nel sangue.
Professor Zoe Pikramenou, dalla School of Chemistry dell'Università di Birmingham, spiegato, "La chiave di queste nanoparticelle ricoperte di iridio sta nelle loro piccole dimensioni, e nelle caratteristiche proprietà luminescenti. L'iridio fornisce un segnale luminescente nello spettro visibile, fornendo una finestra ottica che può essere rilevata nel sangue. È anche longevo rispetto ai fluorofori organici, mentre le minuscole particelle d'oro si sono dimostrate ideali per tracciare il flusso ed essere rilevate chiaramente nei tessuti".
Il team è stato in grado di stabilizzare le nanoparticelle d'oro solubili in acqua, rivestito con le sonde luminescenti di iridio - fino a 100 nanometri di dimensione utilizzando un rivestimento tensioattivo.
Professor Gerard Nash, dall'Istituto di Scienze Cardiovascolari dell'Università di Birmingham, aggiunto, "La dimensione di 100 nanometri è ideale per non disturbare il flusso, tuttavia ancora rilevabile mediante imaging ad alta risoluzione utilizzando microscopi convenzionali. Queste nanoparticelle possono essere utilizzate come tracker per il rilevamento in canali submillimetrici di dimensioni simili a molti microvasi con una risoluzione più elevata rispetto alle cellule del sangue colorate con fluorescenza".
Il professor Stuart Egginton ha commentato:"Le nanoparticelle entrano nella circolazione sanguigna e possono essere chiaramente visualizzate mediante fluorescenza in diversi organi, mentre il segnale dell'oro può essere facilmente quantificato con altre tecniche."
Il team ora cercherà di sviluppare le nanoparticelle per consentire la consegna mirata all'interno del corpo, e studiare il potenziale per l'imaging in vivo utilizzando sonde nel vicino infrarosso.