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研究人员的方法有望进行脑研究 对病毒进行更好的测试

德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员已经开发出一种有前途的方法,可以远程刺激大脑深部区域的活动,增进对分子在大脑中的作用方式的了解,并为更好的癌症治疗和其他疾病的治疗铺平了道路。

该方法基于金纳米颗粒和激光的强大结合,在另一个达拉斯UT达拉斯研究项目中也起着至关重要的作用,该项目旨在为流感以及可能的COVID-19病毒开发快速诊断测试。

神经调节金

光是调节生物系统的重要工具,但是光在生物组织中的吸收和散射显着限制了光的穿透。由Erik Jonsson工程与计算机科学学院和行为与脑科学学院的研究人员开发的系统将分子封装在金包金的微胶囊或纳米囊泡中,这些分子可能对近红外光非常敏感。

该系统可以解决疾病治疗方面的挑战,例如确保将药物输送到大脑深部难以到达的肿瘤,同时减少对健康组织的损害。使用该示例,将纳米囊泡及其货物注入脑组织。穿透组织的外部近红外激光使胶囊打开并释放药物。研究人员在发表在化学期刊Angewandte Chemie上的在线文章中描述了在动物模型中进行测试的方法和结果。

“我们的系统将光转换成使小泡张开的机械波,” UT Dallas的机械工程助理教授兼研究的作者秦振鹏博士说。

其他研究人员使用近红外光触发携带药物的纳米颗粒,例如磷脂脂质体,当被激光加热时会释放其货物,但秦的金包覆纳米囊泡的方法使用的激光能量要少40倍左右。

在动物模型测试中,秦和他的同事发现近红外光穿透了大脑4毫米,足以到达大多数目标大脑区域。秦说,他预计激光穿透的深度将足以到达啮齿动物大脑深处的目标,这将有助于回答神经调节方面的重要问题。

秦说,虽然纳米囊泡系统必须经过更多的开发和测试,才能用于临床护理,但该方法最终可以应用于神经系统疾病或其他癌症。秦实验室的研究员Hejian Xiong博士,也是该期刊的合著者,从德国磷脂研究中心获得了新的博士后研究金,以研究使用金包被的纳米囊泡和超短近红外激光来靶向并减轻术后患者的痛苦。该项目旨在提供一种可调节的疼痛管理系统,可以减少对阿片类药物的需求。

传染病检测

在一个单独的研究项目中,秦最近从国会指导的医学研究计划中获得了29.3万美元的赠款,用于开发一种快速,准确且便宜的检测方法,可在医生办公室进行包括流感在内的传染病的检测。测试原理也可用于诊断COVID-19。

根据疾病控制和预防中心的数据,尽管许多医生在现场进行快速流感检测,但这些检测可能会漏掉30%至50%的流感。样品必须送到实验室进行准确的诊断,这可能需要几天的时间。

秦说:“我们希望提高测试的敏感性,以便医生可以在患者面前做出判断,以便能够说出您是否拥有它。”

在测试方法中,金纳米粒子附着在可以识别并与病毒表面蛋白分子结合的抗体分子上。研究人员施加短激光脉冲来激活纳米颗粒,以产生纳米级气泡或纳米气泡。纳米气泡的积累表明病毒的存在。

秦说:“通过使用光学器件检测和计数纳米气泡,我们可以灵敏快速地检测到特定呼吸道病毒的存在。”

秦说,这种方法的优点之一是不需要大量的样品制备。通过消除对昂贵的实验室访问的需求,该方法可以帮助医生更快地诊断病毒并降低医疗保健成本。该方法可用于检测单个病毒或多种病毒。

最终,研究人员预想该测试将广泛用于没有实验室的医院和诊所。但是,诊断方法需要进一步测试才能广泛使用。

秦的小组不与活合作,仅与病毒基因,蛋白质和抗体合作。秦以前已经获得了这样的患者样本用于他的呼吸道合胞病毒和流感的研究。

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