Der Nachweis der extrazellulären Vesikel bewegt sich mit nanophotonischer Erfassung und markierungsfreier Bildgebung vorwärts

Proteine ​​spielen eine wichtige Rolle bei der menschlichen Gesundheit und es ist entscheidend für die medizinische Forschung und die klinische Praxis. Protein -Assays werden typischerweise verwendet, um Krankheiten zu diagnostizieren, das Fortschreiten der Erkrankung zu verfolgen und die Wirksamkeit der Behandlung zu bewerten. Ein wachsendes Interessensgebiet ist der Nachweis von extrazellulären Vesikeln (EVs), nanoskaligen Partikeln, die von Zellen in körperliche Flüssigkeiten sekretiert werden. Diese Vesikel zeigen Proteine, die ihre Herkunftszelle und ihren allgemeinen physiologischen Zustand widerspiegeln und sie zu wertvollen Krankheitenindikatoren machen. Da EVs von Flüssigkeiten erfasst werden können, anstatt invasive Verfahren wie Biopsien zu erfordern, bieten sie eine vielversprechende Möglichkeit, Erkrankungen wie Krebs minimal invasiv zu überwachen.

Traditionell hat der Proteinerkennung auf enzymgebundene immunosorbente Assays (ELISA) beruhen, die Antikörper verwenden, um an spezifische Proteine ​​zu binden. ELISA weist jedoch Einschränkungen auf, beispielsweise, beispielsweise genaue Antikörperpaare, die nicht immer verfügbar sind. Darüber hinaus können die Markierung von Proteinen mit chemischen Markern ihre natürliche Struktur und Funktion verändern, die möglicherweise die Ergebnisse beeinflussen und die Kosten steigern.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, untersucht die Forschungsgemeinschaft die markierungsfreien Erkennungsmethoden. Fortgeschrittene Techniken wie Oberflächenplasmonresonanz (SPR), photonische Kristallresonanz, Interferometrie und Nanopartikel -Tracking -Analyse ermöglichen die Untersuchung von Proteinen und EVs in ihrem natürlichen Zustand, was das Risiko einer experimentellen Interferenz verringert. Etikettfreie Ansätze ermöglichen auch eine Echtzeitanalyse und bieten im Vergleich zu herkömmlichen Methoden schnellere und detailliertere Erkenntnisse.

Ein besonders vielversprechender Bereich der kennzeichnungsfreien Erkennung ist eine nanophotonische Erfindung der bildgeboten basierten nanophotonischen Erkennung, die speziell konstruierte Oberflächen verwendet, um molekulare Wechselwirkungen mit hoher Empfindlichkeit zu erkennen. Innerhalb dieses Feldes entstehen dielektrische und plasmonische Metasurfaces als Schlüsseltechnologien. Plasmonische Systeme sind sehr effektiv beim Nachweis kleiner Moleküle, da sie elektromagnetische Felder im Nanoskala verbessern. In der Zwischenzeit bieten dielektrische Metasurfaces eine höhere Stabilität und Präzision und eignen sich ideal für die Analyse von EVs und größeren Biomolekülen.

Trotz dieser Fortschritte bleiben Herausforderungen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft arbeitet an der Verbesserung der Oberflächenchemie-Ansätze für spezifischere Biomarker-Erkennung, entwickelt kostengünstige Fertigungsmethoden und integriert künstliche Intelligenz, um die Datenanalyse zu verbessern. Weitere Innovationen in hochwertigen resonanten Strukturen, die zur Optimierung von leichten Wechselwirkungen zu optimieren sind, können zu ultrasensitiven, markierungsfreien Biosenging- und Einpartikel-Bildgebung führen. Wenn sich diese Technologien verbessern, können sie die Erkennung und Überwachung der Krankheiten erfüllen und sowohl die Forschung als auch die klinischen Anwendungen vorantreiben.

Quellen: