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Spaser纳米激光器能检测和破坏循环肿瘤细胞以预防癌症转移

Nick 来源:激光制造网2018-11-14 我要评论(0 )   

佐治亚州立大学,阿肯色大学医学科学大学,阿肯色大学和俄罗斯科学院西伯利亚分校的研究团队 已经表明,某种超光亮的,水溶性的

 佐治亚州立大学,阿肯色大学医学科学大学,阿肯色大学和俄罗斯科学院西伯利亚分校的研究团队 已经表明,某种超光亮的,水溶性的生物相容性类型的纳米激光可以作为一种探针,能够在血流中发现迁移的癌细胞然后杀死这些细胞。

该团队的研究发现,称为spaser的纳米激光器可以用作光学探针。 当释放到体内(可能通过注射或饮用溶液)时,可以发现循环肿瘤细胞(CTC)并追击它们,粘附在它们上,并通过它们分离来破坏这些细胞以预防癌症转移。 它吸收激光并加热,在细胞中制造冲击波,并破坏细胞膜。

通过受辐射受激发射的表面等离子体激元扩增的Spaser是大约20nm的纳米颗粒。 它的表面附有叶酸,允许癌细胞的选择性分子靶向。 叶酸受体通常在大多数人类癌细胞的表面上过表达,并且在正常细胞中弱表达。

格鲁吉亚州纳米光学中心主任和物理学教授马克·斯托克曼博士说:“这种生物相容的激光器可以在这些细胞之后消失,并消灭它们而不会杀死或损坏健康的细胞。 “任何其他化学物质都会损坏健康细胞,可能会杀死健康细胞。我们的研究结果可以为癌症患者提供更好、挽救生命的治疗方案中发挥关键作用。”

研究人员研究了22nm激光在具有高叶酸受体表达和低叶酸受体表达的内皮细胞以及体内小鼠细胞的人乳腺癌细胞体外的能力。

他们发现具有Spasers的细胞在不同激光能量高于峰值阈值的情况下,显示出与一个或多个单个“热点”的高图像对比度。 通过几种光学和电子显微镜技术证实了Spasers的存在,这揭示了随后进入细胞质细胞的细胞膜上的个体孢子的初始积累。

该研究还发现Spaser对人细胞的低毒性。 同时,经受激光照射的Spaser选择性地杀死肿瘤细胞而不损害健康细胞。

根据研究结果,以spaser为核心的高对比度成像医疗应用是一个有希望的领域。 数据表明,Spasers作为治疗和诊断的药物有很大的潜力,它将光学诊断和光热杀伤细胞整合在一起,而仅仅使用少量激光脉冲来杀死癌细胞。

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