Nanocząstki w diagnozowaniu raka płuc
Spektroskopia Ramana jest szczególnie użyteczna w badaniu biochemicznych zmian in situ na poziomie tkankowym. Profil wibracyjny może dostarczyć nieocenionych danych molekularnych do diagnozowania medycznego i prognozowania choroby. Mimo to zastosowania kliniczne spektroskopii Ramana są ograniczone ze względu na wymaganą, dużą moc lasera i jej wpływ na zdrowie i bezpieczeństwo. Powierzchniowo wzmocniona spektroskopia ramanowska (SERS) umożliwia detekcję pojedynczych molekuł zaadsorbowanych na powierzchni nanocząstek srebra lub złota. Czułość SERS jest niewystarczająca do detekcji biomolekuł śladowych na nanocząstkach złota, co wymusza stworzenie nowatorskich nanomateriałów. Aby zwiększyć zakres biodetekcji SERS, naukowcy z finansowanego przez UE projektu RAMAN (Gold nanoprisms as Raman signal amplifiers for bioimaging of lung cancer) postanowili dokonać syntezy różnych biozgodnych nanopryzmatów ze złota. W tym celu stworzyli nanocząstki różnych kształtów i rozmiarów, odpowiednie do przeprowadzania SERS na małych molekułach oraz płynach ustrojowych. Przy wykorzystaniu elektronowej mikroskopii skaningowej przeanalizowali nanosfery, nanotrójkąty i nanogwiazdy, a następnie uzyskali widma SERS ich zagregowanych form. Naukowcy szczególnie skupili się na PEGylowanych nanocząstkach z racji ich użyteczności w wielotrybowym obrazowaniu in vivo komórek nowotworowych. Przebadali ich przydatność we wzmacnianiu ramanowskiego obrazowania komórek gruczolakoraka płuc i odkryli, że znacząco zależała ona od ich rozmiaru. PEGylowane nanocząstki lepiej oddziaływały z małymi molekułami i wzmacniały SERS silniej niż duże molekuły. Jednoczesne testy toksyczności wykazały, że komórki przyjęły heksagonalne nanocząstki złota i uległy apoptozie w mechanizmie zależnym od kaspaz. Reasumując, prace projektu RAMAN znacząco zoptymalizowały technikę SERS w obrazowaniu chorób in vitro, a następnie in vivo. W warunkach klinicznych przekłada się to na czułe narzędzie do wykrywania chorób dużo wcześniej niż dotychczas.
Słowa kluczowe
Nanocząstki, rak płuc, spektroskopia Ramana, powierzchniowo wzmocniona spektroskopia ramanowska, złoto, PEG, toksyczność
