Il Dr. Ning Fang del Dipartimento di Chimica della Georgia State University ha sviluppato una nuova tecnica di imaging ottico, Orientamento della singola particella e tracciamento rotazionale (SPORT), per visualizzare i movimenti di rotazione nelle cellule vive e infine mirare alle cellule tumorali.

L'invenzione di Fang è uno strumento di imaging basato sulla microscopia a contrasto di interferenza differenziale (DIC), che traccia nanoparticelle plasmoniche di varie forme e dimensioni. Lo SPORT è un microscopio commerciale modificato con capacità di tracciamento di singole particelle a cinque dimensioni.

"La microscopia DIC è stata a lungo utilizzata come tecnica complementare alle cellule immagine perché fornisce una migliore visualizzazione delle caratteristiche cellulari rispetto ad altre tecniche di microscopia ottica a campo lontano, " ha detto Fang. "I recenti sforzi compiuti nel mio laboratorio hanno trasformato la microscopia DIC in uno strumento di ricerca primario per il monitoraggio delle nanoparticelle plasmoniche in campioni biologici".

Lo SPORT consente agli scienziati di acquisire conoscenze fondamentali sulle dinamiche rotazionali dettagliate dei processi cellulari, come l'adesione, endocitosi e trasporto di nanoparticelle funzionalizzate rilevanti per la somministrazione di farmaci e l'ingresso del virus. Fang ha ricevuto il prestigioso Innovation Award dalla Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Societies per questa invenzione.

Le nanoparticelle d'oro possono inibire la migrazione delle cellule tumorali e prevenire le metastasi, che è una delle principali cause di decessi correlati al cancro. Fino ad ora, non si è capito molto sul perché le nanoparticelle d'oro abbiano questa capacità, ha detto Fang.

Lo SPORT aiuta a rispondere a questa domanda, fornendo informazioni sulle interazioni tra nanoparticelle e proteine ​​e cellule specificamente correlate alla migrazione cellulare.

"I nostri sforzi apportano importanti conoscenze fondamentali per rispondere alle più critiche, ma ancora una domanda sfuggente negli ultimi due decenni, " ha detto Fang. "Quali sono i meccanismi alla base dei profondi effetti delle nanoparticelle sulla citotossicità, salute umana e ambiente?"

Il prossimo passo per Fang e il suo team di ricerca è sviluppare stimolazioni al computer per comprendere gli effetti delle forme delle nanoparticelle, dimensioni e modificatori di superficie.