استفاده از نانو‌ذرات سیلیکون برای تصویربرداری زیستی و دارورسانی

یک تیم تحقیق بین المللی، سیستمی جدید را برای تصویربرداری از سلول و دارو‌رسانی، بر‌پایه نانوذرات پوشیده از مولکول‌های رنگ لومینسنت، بررسی کرده‌است.

دانشمندان دریافته‌اند که جنس ذره و فاصله‌ی بین رنگ‌ با سطح ذره بر شدت سیگنال لومینسنت مؤثر است. مشخص شد که نانوذرات سیلیکونی پوشیده از ذرات رنگ، کارآمدتر از ذرات مشابه ساخته شده از طلا هستند. به لطف سازگاری زیستی شان، نانوذرات می‌توانند برای تصویربرداری از سلول و دارورسانی مورد استفاده قرار بگیرند.

رنگ‌های لومینسنت به‌دلیل حساسیت بالا و سمّیّت پایین‌شان به‌طور گسترده در تحقیقات پزشکی و زیست‌شناسی به کار می‌روند. نانوذرات مورد استفاده در دارورسانی، اغلب با این رنگ‌ها پوشانده می‌شوند. این امر دانشمندان را قادر می‌سازد که مسیر آن‌ها را در فضای درون سلولی دنبال کنند. شدت سیگنال لومینسنت، به جنس ذره و فاصله بین رنگ‌ با سطح ذره بستگی دارد. محققان این پروژه پیکربندی‌های مختلفی از نانوذرات پوشیده از مولکول‌های رنگ لومینسنت را بررسی نموده و کاراترین آن‌ها را شناسایی کرده‌اند.

دانشمندان سه دسته از نانوذرات را ساخته و مطالعه کردند. ذرات بدون رزونانس ییتریوم وانادات (YVO4) به عنوان نمونه‌ی شاهد استفاده شدند. چنین ذراتی بر شدت تابش مولکول‌های رنگ بی تأثیراند. ذرات هم‌اندازه طلا و سیلیکون پوشیده از مولکول‌های رنگی که در فاصله‌های مختلفی از سطح ذره قرار داشتند با نمونه شاهد مقایسه شدند.

آزمایش‌ها و مدل سازی‌ها نشان داده‌اند که اتصال رنگ به ذرات سلیکون می‌تواند فوتولومینسانس رنگ را تا سه‌برابر بیش از ذرات طلا افزایش دهد.

سرگئی ماکاروف، محقق ارشد پروژه معتقد است: «این افزایش، به دلیل پدیده رزونانس «مای» (Mie) در ذرات سیلیکون است. این نکته مهم است که طول موج‌های دارای رزونانس به اندازه ذرات بستگی دارند. درنتیجه‌ی شاخص انکساری بالا، رزونانس مای در ذرات کروی سیلیکون با اندازه‌ای درحدود یکصد نانومتر، تا بخش مرئی طیف گسترش می‌یابند. بدین ترتیب، ذرات سیلیکون به ما اجازه می‌دهند که تابش خودبخودی را شتاب داده و سیگنال‌های رنگ روی سطح را تقویت کنیم».

سیگنال‌های لومینسنت در سطح طلا، محو می‌شوند. به همین دلیل رنگ باید با فاصله از سطح این ذرات قرار بگیرد. برای انجام این کار، دانشمندان باید روش‌هایی شیمیایی اتخاذ کنند که ممکن است گران و پیچیده باشند. با استفاده از ذرات سیلیکون، که سیگنال‌های لومینسنت را مستقیماً در سطح تقویت می‌کنند می‌توان از این مراحل اضافه، اجتناب کرد. به‌علاوه، این تحقیق نشان داده‌است که ذرات سیلیکون پوشیده از مولکول‌های لومینسنت، جذب سلول‌های سرطانی می‌شوند.

در آینده، این سیستم‌ها، نه تنها برای نمایش ساختارهای درون سلولی، بلکه برای تحویل مواد مختلف، از داروها گرفته تا عوامل ژنتیکی به سلول‌ها به کار گرفته می‌شوند.

☑ لینک خبر
☑ لینک مقاله