--Quảng cáo---
--Quảng cáo---

Kỹ thuật protein huỳnh quang giúp chụp ảnh các mô sống

THÁI BẰNG - 15:00 28/03/2020

(khoahocdoisong.vn) - Ảnh huỳnh quang cận hồng ngoại (NIR) là một lĩnh vực mới phát triển, cho phép chụp ảnh nhanh, thuận tiện và không gây tổn thương các cấu trúc mô sâu, được thực hiện để tiến hành các chẩn đoán y học.

Không gây độc cho cơ thể

Các đầu dò huỳnh quang NIR hiện nay là các điểm chấm lượng tử, các hệ thống sử dụng hạt nano, phân tử nhỏ hữu cơ và các polymer. Điểm đặc trưng là các yếu tố này thường có độc tính lâu dài, không phân hủy sinh học và không ổn định cấu trúc vật chất khiến những ứng dụng của các đầu dò huỳnh quang trong môi trường điều trị y tế có rất nhiều hạn chế.

Để giải quyết thách thức này, nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học RWTH Aachen, Viện Vật liệu tương tác DWI, Leibniz, Đại học Groningen, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Thanh Hoa công bố một báo cáo nghiên cứu khoa học, sử dụng protein huỳnh quang không gây hại cho cơ thể để đánh dấu (label) cho ảnh chụp toàn thân.

Những protein huỳnh quang này có thể dễ dàng chế tạo, có rất ít nhiễu xạ nền chụp ảnh nên cho kết quả chính xác hơn và tương thích sinh học với cơ thể người. Phát hiện đặc biệt quan trọng gần đây được công bố trên tạp chí Vật liệu Tiên tiến (Advanced Materials).

GS Kai Liu, một trong những tác giả chính của bản báo cáo khoa học cho biết, so với các đầu dò huỳnh quang khác như vật liệu nano vô cơ và polymer, các hạt nano protein hiện có tính an toàn sinh học tự nhiên, rất phù hợp cho những ứng dụng điều trị y tế sâu trong tương lai.

Do đó, protein huỳnh quang rất hứa hẹn đối với chụp ảnh y sinh nhưng hiện tại không thể sử dụng trực tiếp trên động vật, ví dụ, bằng phương pháp tiêm ngoại sinh vào cơ thể.

Khi các protein này được tiêm vào cơ thể, sẽ xuất hiện sự thoái hóa và phản ứng quang hóa trong máu, (do bị cảm ứng quang học khiến phân tử huỳnh quang bay hơi) khiến huỳnh quang mất đi nhanh chóng. Do đó, nhiệm vụ đầu tiên là tạo ra các protein huỳnh quang ổn định trong lĩnh vực ảnh y sinh này.

GS Liu cho biết, nhóm nghiên cứu có thể tạo ra một loại protein huỳnh quang NIR ổn định mới bằng giải pháp sử dụng vi khuẩn và một phương án tinh chế nhằm cải thiện sự ổn định của protein huỳnh quanh trong cơ thể.

Vi khuẩn như E. coli thường được sử dụng để sản xuất protein ngoại lai bằng phương pháp sử dụng bộ máy sản xuất gene của chính nó.

So với các đầu dò huỳnh quang không tự nhiên, đôi khi phải thực hiện các giao thức tổng hợp phức tạp để tạo lên và có thể độc hại đối với cơ thể, vi khuẩn có thể dễ dàng sản xuất một lượng lớn protein huỳnh quang mong muốn rất an toàn và hiệu quả.

Nhóm nghiên cứu thiết kế một loại protein huỳnh quang tích điện dương, sau đó trộn với poly (ethylene glycol) tích điện âm.

Nhờ có lực tĩnh điện giữa hai thành phần, một phức hợp protein lưỡng tính được hình thành. Phương thức này cho phép tổng hợp các phức hợp protein và tách ra khỏi dung dịch nước, hình thành các hạt nano protein.

Sơ đồ chế tạo các nano protein huỳnh quang

Ảnh chụp huỳnh quang cận hồng ngoại (NIR)

Các hạt nano protein có thể tải thuốc

Các hạt nano protein thu được có tính năng phát xạ NIR rất ấn tượng (700, 1700nm) phù hợp cho phát hiện mô sâu, tính thấm thấu vào tế bào cao, khả năng tương thích sinh học tốt và thời gian lưu thông trong máu được nâng cao đáng kể.

Một trong những đặc tính quan trọng nhất là nhóm nghiên cứu có thể chứng minh được, các đầu dò mới có thể phát hiện và theo dõi những khối u nằm sâu trong mô thời gian thực.

Các nhà khoa học cho biết, bằng một mũi tiêm vào tĩnh mạch, đầu dò protein huỳnh quang mới cung cấp những bức ảnh có đặc điểm ổn định và lâu dài tại vị trí các khối u, có ưu thế vượt trội hơn nhiều so với các protein huỳnh quang khác được sử dụng từ trước đến nay.

GS Liu chỉ ra một lợi thế ứng dụng khác trong nano protein huỳnh quang, đó là sự tồn tại thể tích rỗng trong các hạt nano protein, rất hữu ích để tải thuốc kỵ nước trong quá trình chụp ảnh y sinh và xử lý y tế đồng thời các khối u.

Ngoài protein huỳnh quang, giải pháp này còn cho phép dễ dàng chế tạo ra nhiều vật liệu nano protein bằng cách hợp nhất các protein chức năng khác nhau cho những ứng dụng điều trị y tế khác sâu trong cơ thể con người.


(0) Bình luận
Nổi bật Khoa học & Đời sống
--Quảng cáo---
--Quảng cáo---
--Quảng cáo---
  • Răng vẫn vàng dù chăm đánh răng
    Bác sĩ của bạn- MA (ghi) - 11:36 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - Việc lấy thức ăn bằng tăm chỉ càng làm vụn thức ăn đi sâu vào kẽ răng, khe răng bị sâu, gây nên mùi hôi cho miệng.
  • Phòng viêm gan B để tránh ung thư gan
    Khỏe- BS Trịnh Thế Cường - 11:20 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - Việt Nam là nước có tỷ lệ hiện mắc viêm gan B cao, ước tính khoảng 8,6 triệu người nhiễm virus viêm gan B. Tỷ lệ nhiễm virus viêm gan B mạn tính được ước tính khoảng 8,8% ở phụ nữ và 12,3% ở nam giới. Nhiễm virus viêm gan B mạn tính là nguyên nhân chính dẫn tới ung thư gan.  
  • Máy bay đưa bệnh nhân 91 về Anh đón 340 người Việt hồi hương
    Thời sự- Thái Anh - 11:18 13/07/2020
    Trong hai ngày 12 và 13/7/2020, các cơ quan chức năng Việt Nam đã phối hợp với các cơ quan chức năng của Anh tổ chức chuyến bay đưa hơn 340 công dân Việt Nam trở về nước.
  • ChipScope - kính hiển vi quang học thế hệ mới
    Khoa học- An Khuê - 11:15 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - Các nhà nghiên cứu của dự án ChipScope do EU tài trợ hiện đang phát triển một chiến lược hoàn toàn mới đối với kính hiển vi quang học giúp nâng cao tầm nhìn.
  • Lãi suất trái phiếu Chính phủ giảm trên tất cả các kỳ hạn
    Ngân hàng- TV - 10:03 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - Sở Giao dịch Chứng khoán Hà Nội (HNX) vừa tổ chức phiên đấu thầu trái phiếu Chính phủ do Kho bạc Nhà nước phát hành với tổng khối lượng gọi thầu 13.000 tỷ đồng tại các kỳ hạn 5, 10, 15 và 20 năm.
  • Bà Rịa-Vũng Tàu: Doanh nghiệp vi phạm môi trường nhiều lần bị phạt 20 triệu
    Chuyển động- Quốc Trọng - 09:41 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - UBND huyện Xuyên Mộc (Bà Rịa-Vũng Tàu) đã quyết định xử phạt Công ty TNHH Hạnh Dũng 20 triệu đồng và buộc khắc phục hành vi vi phạm trong lĩnh vực môi trường.
  • Đà Nẵng chấp thuận đầu tư dự án Khu phức hợp đô thị Phương Trang gần 4.000 tỷ đồng
    Bất động sản - Bảo Anh - 09:38 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - UBND TP Đà Nẵng vừa có công văn chấp thuận chủ trương đầu tư dự án Khu phức hợp đô thị, thương mại cao tầng Phương Trang – khu C5b, khu E và khu F với giá trị đầu tư gần 4.000 tỷ đồng do Công ty CP Đầu tư Phương Trang làm chủ đầu tư.
  • Tìm ra chất gây độc cho tế bào ung thư
    Khoa học- Bảo Khánh - 09:32 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - Các nhà khoa học Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã vừa nghiên cứu thành công hoạt tính kháng ung thư dựa trên kim loại Platin với các phối tử hữu cơ khác nhau, hỗ trợ điều trị cho người bị ung thư.
  • Xử lý khi thủy tinh găm vào chân
    Bác sĩ của bạn- KM (ghi) - 09:28 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - Khi bị mảnh chai, mành sành găm vào chân, đặc biệt là vết thương sâu, có thể rửa qua vết thương bằng nước muối sinh lý hoặc betadin, giữ cho vết thương ngừng chảy máu bằng băng, gạc và đưa cháu đến bệnh viện để bác sĩ xử lý.
  • Vi phẫu tạo hình cho bé gái bị mất nửa phần da đầu
    Khỏe- An Quý - 09:05 13/07/2020
    (khoahocdoisong.vn) - Sau 6 tuần điều trị và 3 lần phẫu thuật ghép da, bệnh nhi bị mất nửa phần da đầu do cuốn vào dây curoa của máy cưa nước đá, đã được xuất viện. Đây là bệnh nhi đầu tiên được các bác sĩ Khoa Phỏng - Tạo hình, Bệnh viện Nhi đồng 1 TPHCM, áp dụng kỹ thuật vi phẫu - nối mạch máu trong ghép da tự do từ vùng này sang vùng khác.
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO