prokurorska-pravda.today

Новий барвник дозволяє візуалізувати глибокі тканини та спростити діагностику й лікування раку.

Новый краситель улучшает визуализацию глубоких тканей, что упрощает диагностику и лечение рака.

Взяли за основу барвник з родини жовчних пігментів, вони розробили унікальну кільцеву структуру, здатну зв'язувати родій та іридій. Вимірювання та моделювання показали сильне поглинання другого ближнього ІК-випромінювання та виняткову фотостабільність. Другі хвилі ближнього ІК-діапазону легко проникають у тканини людини; новий барвник може знайти застосування в терапії та візуалізації глибоких тканин.

Другий ближній ІК-діапазон електромагнітного спектра (1000-1700 нанометрів) – потенційно важливий діапазон довжин хвиль для медицини. У цьому діапазоні світло не так сильно розсіюється або поглинається біологічними тканинами. Така прозорість робить його ідеальним для доставки енергії в більш глибокі частини тіла, як для візуалізації, так і для лікування. Важливим прикладом такої терапії є фотоакустична візуалізація в діагностиці та лікуванні раку. Коли на контрастну речовину, введену в організм, потрапляє світло, вона випромінює тепло, яке створює крихітні ультразвукові імпульси, виявлені для візуалізації або використані для пошкодження ракових клітин.

Ефективність цього підходу залежить від наявності стабільних контрастних речовин, здатних ефективно поглинати світло в цих довжинах хвиль. Однак більшість контрастних агентів більш чутливі в першому ближньому ІК-діапазоні (700-1000 нанометрів), де ефекти розсіювання сильніші, а доставка енергії менш ефективна.

Тепер група дослідників під керівництвом доцента Masatoshi Ichida (Масатоши Ічида) з Токійського столичного університету розробила нове хімічне з'єднання, яке усуває цю «ахіллесову п'яту». Взяли за основу барвник з родини жовчних пігментів під назвою білатрієн, вони застосували метод, відомий як хімія N-конфузії, для зміни кільцевої структури білатріена, щоб він міг зв'язувати іони металів. У своїй останній роботі вони успішно приєднали іони родію та індію до кільця через атоми азоту.

Новий барвник продемонстрував найсильніше поглинання світла при довжині хвилі 1600 нанометрів в звичайних умовах, що знаходиться у другій ближній ІК-області. Він також виявився дуже фотостабільним, тобто не руйнується під впливом світла. Детальні вимірювання реакції молекули на магнітні поля та чисельні розрахунки за допомогою теорії функціонала густини (ТФГ) показали, що унікальний розподіл електронів у хмарі, що охоплює всю складну структуру металозв'язуючої молекули (також відомої як пі-радикалоїд), призводить до поглинання, яке неможливе в існуючих, аналогічних з'єднаннях.

Оскільки другий ближній ІК-діапазон не так сильно поглинається тканинами, ділянки, сенсибілізовані барвником, будуть сильніше піддаватися впливу світла, що дозволить отримувати більш чіткі зображення та краще доставляти тепло для лікування. Команда сподівається, що їхня молекула відкриє двері для нових підходів до медицини глибоких тканин, а також для більш загальних застосувань у хімічному каталізі.