Spesialis dari Universitas Nasional Penyelidikan Nuklir (UNPN) MEPhI (Rusia), Institut Fisika P.N.Lebedev dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, Institut Kimia Bahan Ultra Murni G.G.Devyatyh, Universitas Negeri Moskow dengan rakan-rakannya dari Perancis, Swiss, Republik Ceko dan Ukraina mendemonstrasikan metode baru untuk diagnosis optik dengan menggunakan nanopartikel silikon. Hasil karya ini diterbitkan dalam majalah Advanced Optical Materials.
Nanopartikel adalah objek unik dari segi diagnosis dan terapi penyakit onkologis. Jika nanopartikel dilapisi dengan polimer, mislanya, polietilen glikol, itu dapat beralir bebas dalam darah dan berkumpul di dalam tumor dengan menggunakan molekul target bebas (akumulasi aktif) atau karena ada “lubang” dalam pembulu di tempat tumor itu (akumulasi pasif).
Nanopartikel itu bisa ditemukan dalam jaringan tubuh dengan respons optik seperti, misalnya, emisi fluoresens. Hal itu memungkinkan untuk "menerangi" daerah tumor di mana nanopartikel itu diakumulasi. Selain itu, nanopartikel itu bisa memberi efek perawatan juga. Mereka bisa merawat dengan dirinya sendiri atau digunakan sebagai transpor untuk membawa komponen rawatan seperti, misalnya, radionuklid.
Silikon ialah satu bahan non-organik yang paling aman untuk sistem biologis karena biokompatibilitasnya sangat bagus dan biodegradabilitasnya dalam organisme baik juga. Nanopartikel silikon bertingkah hebat dalam terapi yang terkait dengan hipertermia lokal dan penghapusan sel kanker dengan iradiasi cahaya, radiasi frekuensi radio atau ultrasonik. Namun, nanopartikel silikon dengan ukuran 20-100 nm – ukuran yang optimal dari segi perawatan – sukar untuk visualisasi dalam jaringan tubuh karena mereka tidak mempunyai ciri fluoresensi.
Andrei Kabashin, Direktur Ilmiah di Institut Fisik dan Teknik Biomedik UNPN MEPhI menyatakan bahwa sekelompok ilmuwan dari UNPN MEPhI serta organisasi-organisasi Rusia dan luar negeri yang lain menggambarkan solusi untuk visualisasi nanopartikel silikon cukup besar dalam jaringan tubuh. "Nanopartikel macam itu bisa memiliki respons nonlinier yang kuat jikalau dihasut dengan optik, yaitu dengan generasi simultan harmonik kedua (SHG) dan dua-foton luminesensi (DL). Bahkan, generasi sinyal dengan kedua efek itu berbanding lurus dengan ukuran nanopartikel silikon. Artinya, kontribusinya paling kuat untuk nanopartikel yang cukup besar, dan sinyal SHG juga sensitif terhadap pembentukan aglomerasi nanopartikel dalam sel dan jaringan. Efek-efek ini memungkinkan kami untuk mempertimbangkan kembali pendekatan pada bioimaging salah satu bahan nano yang paling menjanjikan," - katanya kepada Sputnik.
Para peneliti mendemonstrasikan cara visualisasi nanopartikel silikon dalam sel hidup dengan menggunakan kontras bimodal berdasarkan pada respons SHG dan DL. Sangat penting bahwa metode seperti itu bisa memiliki resolusi optik tertinggi – hal itu membiarkan merekonstruksi bagaimana nanopartikel silikon disebarkan dalam sel dan jaringan dalam gambar 3D.
Bioimaging bimodal itu memungkinkan menambahkan funksional terapi nanopartikel silikon ini serta memajukan secara signifikan pengembangan metode non-invasif baru untuk perawatan kanker. (Sputnik)
