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新的示蹤技術(shù)用于治療的細胞追蹤 | |||
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為了利用基因組知識,提高疾病的診斷和治療的最新進展,有必要更全面地了解定量探測體內(nèi)生理功能的手段。一個新興的技術(shù),中子審訊技術(shù)(NIT),提供了一種新的方法來研究生理過程。NIT介紹了利用中子束檢測特異性標記的探針,設(shè)計用于診斷和治療應(yīng)用。本文討論NIT作為例證的力量,這種新的檢測技術(shù)在體外診斷,并使用治療性細胞跟蹤。NIT的令人興奮的方面之一是它能夠結(jié)合一系列的影像診斷技術(shù),提供獨特的生理信息。
需要一種新的檢測技術(shù)IVD示蹤技術(shù)主要分為兩大分類,放射性物質(zhì)和光。放射性示蹤劑提供許多優(yōu)點,包括高靈敏度,低背景,高吞吐量,探測在不透明的組織,和隨時可用的測量設(shè)備。但缺點為一個標簽,主要是放射性廢物處置及有害輻射,導(dǎo)致在尋找一種替代技術(shù)。
光學(xué)標簽,包括熒光,有些填補了需要。這些標簽的工作以及在大多數(shù)體外診斷領(lǐng)域,但不在的情況下,它是必要先來介紹一個功能探頭進入體內(nèi),然后進行量化探針在生物樣品。由于大多數(shù)生物樣本,如組織或血液,是不透明的有高背景活動,光學(xué)探頭不能很好地工作,除非它們被測量之前,從樣品中提取。
NIT的開發(fā)是為了補救這個問題,量化生物樣品中的標記的材料。NIT涉及的主要應(yīng)用研究已給藥受試者的體內(nèi),然后測量在孤立的樣品,如血液,器官和其他組織的探針。
NIT的第一階段應(yīng)該是熟悉的任何實驗室的科學(xué)家。(示蹤)的金屬的原子與分子或大分子結(jié)構(gòu),如抗體,該抗體,配體,納米顆粒,或微球體納入。金屬可使用作為示蹤劑穩(wěn)定同位素(放射性)和生物罕見。金,鑭系元素,等(參見圖1a),都沒有發(fā)現(xiàn)在正常的生物樣品。一個或多個這些生理探針的主體給藥,他們每個人是能夠有它自己的示蹤劑。在一段時間后,從主體的利益的生物樣品的采取和干燥。到了這一點,有沒有放射性。沒有進一步的處理的標記的樣品進行NIT的分析是必要的。
第二處理階段是用中子束檢測的樣品。中子,原子核的一個組成部分,有各種各樣的屬性,使他們在生命科學(xué)的診斷和治療應(yīng)用的理想選擇。其中最主要的是他們的高生物組織的滲透深度,區(qū)分中子光子。的中子束的產(chǎn)生需要一個核反應(yīng)堆放射性中子源,或直線加速器。
從歷史上看,這些技術(shù)已經(jīng)不容易接觸到的生命科學(xué)家。這就限制了NIT的字段的貢獻。通過接收來自美國國立衛(wèi)生研究院(NIH馬里蘭州貝塞斯達)小企業(yè)創(chuàng)新研究計劃(SBIR),生物物理分析實驗室公司(BioPAL馬薩諸塞州伍斯特市)的贈款支持新技術(shù)開發(fā)的一部分開始NIT可通過提供一種檢測服務(wù)供貨中子。NIT可以使用任何實驗室的儀器,將允許現(xiàn)在在BioPAL下發(fā)展,又與一些美國國立衛(wèi)生研究院的資金支持。預(yù)計這將在不久的將來成為商業(yè)可用的。
對于探頭置于樣本化驗,實驗室技術(shù)人員公開樣品的中子束。在曝光過程中,一些中子與一小部分的樣品中的原子,包括探頭的金屬原子相結(jié)合,使這些原子變得不穩(wěn)定,即,放射性。在這些不穩(wěn)定的原子開始釋放能量的幾種形式,包括α和β粒子,即可以用在治療上的應(yīng)用,以及在診斷應(yīng)用中是有用的高能光子。
高能量光子發(fā)射量化自動光譜儀,可以量化每個不同的能量峰值。與氚和碳14衰變的能量分布,金屬探測器的能譜是非常尖銳和良好的分離,他們不重疊(參見圖1b)。報告的數(shù)據(jù)是每秒蛻變。一旦測量,樣品可以出售放射性廢物或已歸檔的重復(fù)檢驗,在以后的日子。無論哪種方式,由于半衰期短的生活所用金屬材料作為探針,樣品衰變背景,在短短幾個星期。
診斷優(yōu)勢NIT擁有多項物業(yè),承受的生命科學(xué)家極大的靈活性,在規(guī)劃和執(zhí)行診斷檢測。首先,不像光子,中子不帶電荷,不容易衰減樣本內(nèi)。因此,NIT與基質(zhì)無關(guān)的測量,可在血液,淋巴液,腦,或者甚至骨骼樣本測定前,而不需要提取。
NIT可用于多個并行分析。NIT儀表設(shè)計開發(fā)的高能光子計數(shù)有能力閱讀過廣泛的光子能量。可以同時測量單個樣品中至少有14種不同的標簽(參見圖1a)的列表中。
中子輻照前,NIT是一個非放射性跟蹤技術(shù),金屬探測器是穩(wěn)定同位素。因此,在測試過程中的被檢體內(nèi)相,在實驗室的科學(xué)家不輻射安全或放射性廢物處理的問題的保質(zhì)期穩(wěn)定的isotopelabeled探針是潛在的更長的時間比一個放射性標記。同位素半衰期和輻往往限制任何放射性標記的材料的有用性。采用這樣的材料的時候,它可能有低得多的比活性和純度比最初生產(chǎn)時。同樣,用熒光標記材料:淬火的標簽,以及內(nèi)源性熒光涉及的問題,可以限制任何特定準備的用處。
NIT是一個非常強大的技術(shù),在樣品處理方面。一旦抽取樣本,就可以無限期地儲存在室溫下,在環(huán)境光的存在下。因為只有一小部分的標簽變成放射性的NIT過程中,樣品可以被歸檔多年,然后重新用中子在以后的日子才能被重新計算。這是特別重要的臨床前試驗中,當在數(shù)據(jù)分析過程中可能出現(xiàn)的問題。
NIT擁有的財產(chǎn)變靈敏度。暴露的持續(xù)時間增加,中子束或中子束的強度,提高檢測的靈敏度成比例。
此外,可以測量相同的樣品在不同的靈敏度水平。當NIT用戶不知道使用的敏感程度,很多人會運行他們的樣品先的標準,也就是說,最低靈敏度。如果探針是檢測不到的,那么相同的樣本可以在更高層次上的靈敏度重新運行。示蹤劑往往成為檢測。實驗進行放射性或熒光標記的數(shù)量不足,在很多情況下,不能推??動的檢測方法來實現(xiàn)檢測。整個過程必須重做一個非常昂貴的命題,尤其是在臨床前研究。
此數(shù)組吸引人的特性導(dǎo)致了NIT被用在越來越多的應(yīng)用在生命科學(xué)的研究,包括區(qū)域血流量的測量,跟蹤1-4生長因子,腎和肝功能化驗,6-8及計量復(fù)合管理技術(shù)的療效。9 NIT是一個令人興奮的新應(yīng)用治療性干細胞在體內(nèi)跟蹤其使用。
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