Ученые используют свет для изучения живых клеток сотни лет, со времени изобретения микроскопа. Но заглянуть таким образом глубоко внутрь тканей организма не получается. Биологические материалы абсорбируют свет и рассеивают его, что мешает сфокусировать луч на глубоких тканях, пишет MIT News.
Решение этой проблемы придумали в MIT (США). Для начала команда ученых разработала МРТ-зонды, которые взаимодействуют с различными молекулами мозга, в том числе, с дофамином и кальцием. Когда эти зонды вступают в контакт с целью, сигнал аппарата МРТ становится более контрастным, что позволяет получить изображение внутренних органов.
Зонды состоят из магнитных частиц, заключенных в оболочку из липосом, изготовленных специалистами MIT из светочувствительных липидов. Под действием определенной длины волны света липосомы становятся более проницаемыми для воды. Это позволяет магнитным частицам взаимодействовать с водой и создавать сигнал, который воспринимает аппарат МРТ.
Липосомальные наночастицы (LisNR) могут переключаться между проницаемым и непроницаемым состояниями в зависимости от типа света, который на них падает. Для эксперимента были созданы частицы, которые становятся проницаемыми для воды под действием ультрафиолета, а синий свет заставляет их снова стать непроницаемыми.
Испытания проходили на мозге крыс, в частности, на полосатом теле мозга, которое отвечает за планирование движений и реакцию на вознаграждение. После инъекции частиц в полосатое тело ученые смогли увидеть распределение света, исходящего от оптического волокна, вживленного в ткани. Аналогичным образом можно проводить оптогенетическую стимуляцию мозга.
В будущем такого рода датчики можно будет применять для наблюдения за пациентами, проходящими, например, фотодинамическую терапию, когда луч лазера или светодиода уничтожает клетки рака.
Недавно английским ученым удалось вдвое сократить время МРТ-обследования, а также добиться точных информативных результатов. Такой подход позволит пациентам с подозрениями на сердечную недостаточность быстрее узнать диагноз, не прибегая к дополнительным методам диагностики.
