ICC訊 美國麻省理工學(xué)院工程師開發(fā)出一種用于激發(fā)任何熒光傳感器的新型光子技術(shù),其能夠顯著改善熒光信號。通過這種方法,研究人員可在組織中植入深達(dá)5.5厘米的傳感器,并且仍然獲得強烈的信號。
科學(xué)家使用許多不同類型的熒光傳感器,包括量子點、碳納米管和熒光蛋白質(zhì),來標(biāo)記細(xì)胞內(nèi)的分子。這些傳感器的熒光可以通過向它們照射激光來觀察。然而,這在厚而致密的組織或組織深處不起作用,因為組織本身也會發(fā)出一些熒光。這種“自發(fā)熒光”淹沒了來自傳感器的信號。
為了克服這一限制,研究團(tuán)隊開發(fā)了一種被稱為“波長誘導(dǎo)頻率濾波(WIFF)”的新技術(shù),使用三個激光來產(chǎn)生具有振蕩波長的激光束。當(dāng)這種振蕩光束照射到傳感器上時,它會使傳感器發(fā)出的熒光頻率增加一倍。這使得研究人員很容易將熒光信號與自發(fā)熒光區(qū)分開來。使用該系統(tǒng),研究人員能夠?qū)?A href="http://m.3xchallenge.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e4%bc%a0%e6%84%9f%e5%99%a8&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">傳感器的信噪比提高50倍以上。
這種傳感器的一種可能應(yīng)用是監(jiān)測化療藥物的有效性。為了證明這一潛力,研究人員將重點放在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤上。這種癌癥的患者通常選擇接受手術(shù),盡可能多地切除腫瘤,然后接受化療藥物替莫唑胺,以消除任何剩余的癌細(xì)胞。
但這種藥物可能有嚴(yán)重的副作用,且并非對所有患者都有效,所以研究人員正在研究制造小型傳感器,這樣就可以植入腫瘤附近,從體外驗證藥物在實際腫瘤環(huán)境中的療效。
當(dāng)替莫唑胺進(jìn)入人體后,它會分解成更小的化合物,其中包括一種被稱為AIC的化合物。研究團(tuán)隊設(shè)計了可以檢測AIC的傳感器,并表明他們可以將其植入動物大腦中5.5厘米深的地方,甚至能夠通過動物的頭骨讀取傳感器發(fā)出的信號。
除了檢測替莫唑胺的活性外,研究人員還證明可以使用WIFF來增強來自各種其他傳感器的信號,包括此前開發(fā)的用于檢測過氧化氫、核黃素和抗壞血酸的基于碳納米管的傳感器。
研究人員說,新技術(shù)將使熒光傳感器可跟蹤大腦或身體深處其他組織中的特定分子,用于醫(yī)療診斷或監(jiān)測藥物效果。相關(guān)研究論文近日發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上。