С помощью специально приготовленных покрытых липидами квантовых точек исследователи из Университета Джонса Хопкинса (США) разработали метод количественной оценки нескольких специфических биомаркеров на поверхности отдельных раковых клеток, который призван улучшить существующие гистологические техники, используемые для диагностики рака (к примеру, рака поджелудочной железы). Технология позволяет также создать метод анализа отдельных раковых клеток, находящихся в кровотоке.

Ключ к успеху проекта заключался в разработке методов покрытия (модификации поверхности) квантовых точек, «флюоресцирующих наночастиц, излучающих свет определённой длины волны». В данном случае стояла задача сделать наночастицы растворимыми в воде и не взаимодействующими ни с чем, кроме определённых для них объектов.

Решение пришло с созданием двойного липидного слоя, то есть стратегически это то же самое, что использует природа для формирования высокостабильных клеточных мембран. Двойной липидный слой является гидрофильным на внешней стороне, что делает покрытые частицы растворимыми.

Рис. 1. Покрытая квантовая точка в общем случае (схема Nanoco Group PLC).

Двуслойное покрытие позволило получить ещё одно дополнительное преимущество. Это простота привязывания определённого числа антител, которые способны взаимодействовать с конкретными биомаркерами таким образом, чтобы каждая покрытая квантовая точка могла связываться только с одним белковым биомаркером на поверхности одиночной раковой клетки. Был создан набор из трёх квантовых точек, каждая из которых светила своим светом и соединялась только с целевым протеином на поверхности раковой клетки поджелудочной железы.

Затем научная группа применила метод флюоресцентной количественной визуализации высокого разрешения (флюоресцентная микроскопия) для измерения количества света, исходящего буквально от каждой клетки, и использовала полученные данные для расчёта плотности каждого биомаркера на поверхности каждой клетки.

Благодаря квантовым точкам измерения велись с точностью, которая позволила узнать, что один из биомаркеров распределён очень неравномерно по клетке.

Наконец, было показано, что метод позволяет оценивать плотности распределения сразу всех трёх биомаркеров, а это важнейшая характеристика для дальнейшей разработки высокопроизводительной диагностической технологии анализа.

Результаты работы опубликованы в журнале Nanomedicine.