כדי לקבל ננושל המצופה בנוגדנים, תחילה מוהלים את קולואיד הזהב ואת הנוגדן המבוקש ב-HEPES (בנפרד). לאחר מכן, מערבבים אותם ביחס 1:1 ונותנים לתמיסה לעמוד במשך 20 דקות, במהלכן חלקיקי הזהב נקשרים לנוגדנים לקבלת תוצר יציב. לאחר מכן, מוסיפים לתמיסה פוליאתילן גליקול ומסרכזים כדי להסיר שאריות של נוגדנים שלא נקשרו לזהב. לאחר שטיפה נוספת בפוליאתילן גליקול הקומפלקס של חלקיקי הזהב והנוגדנים מורחפים ב-PBS.
שימושים בביולוגיה.
זיהוי הסרטן בשלבים מוקדמים מביא לתוצאות חיוביות בטיפולים. גידול סרטני מתחיל להתפתח ממספר קטן של תאים ממאירים והיכולת לזהות תאים אלו או תאים טרום סרטניים יהווה צעד ענק במלחמה כנגד המחלה. אמצעי זה יעזור למנוע יצירת נזקים משמעותיים הנגרמים בשלבים מתקדמים יותר כגון גרורות. עבודות רבות הראו שננוחלקיקים המצופים בזהב הראו יכולת זיהוי של תאים סרטניים בודדים בספציפיות מאוד גבוהה. בנוסף לכך, השתמשו גם בננושלים המאוחים לנוגדנים כנגד רצפטורים הנמצאים על פני שטח התא (כגון EGFR, HER2) אשר מבוטאים ביתר בחלק מהסרטנים. בעזרת יכולת הפיזור הטובה של החלקיקים במהלך הבדיקה ראו ריכוז גבוה של החלקיקים על פני שטח של תאי הסרטן.
זיהוי והדמיה.
ננושלים יכולים להיות מהונדסים או בצורה כזו שיפזרו את הקרינה לצורך הדמיה או בצורה בה הם סופגים את הקרינה ביעילות רבה וממירים אותה לחום לצורך הרג סלקטיבי של תאים סרטניים. עקב כך, ננושלים מזהב יכולים להיות שימושיים גם בזיהוי והדמיה של הגידולים וגם בטיפולים פוטותרמיים נגד הסרטן.
ננושלים קולטים אור באורך גל הנמצא באזור של האינפרא אדום
. אורך גל זה נקרא "חלון אופטימלי" כיוון שקליטה של אורך גל זה על ידי רקמות הגוף היא מינימלית, מה שמאפשר חדירה אופטימלית של האור דרך הרקמות וקליטה מקסימלית של הקרינה על ידי החלקיקים באופן סלקטיבי. ננושלים מוזרקים לזרם הדם ומתחילים לנוע בו, עד שהם מגיעים לאזור הגידול ונספגים בו. יכולת הספיגה של הגידולים נובעת מכך שהם פיתחו בקרבם כלי דם רבים המזינים אותם ומאפשרים להם לגדול. כלי דם אלו אינם סדירים כמו ברקמות בריאות ומכילים פגמים רבים, כך שחלקיקים קטנים כמו הננושלים יכולים לחדור דרך הפגמים ולהיכנס לגידול. תוך מספר שעות לאחר ההזרקה הננושלים מצטברים בתוך אתר הגידול.
טיפול בסרטן.
ננוחלקיקים מזהב חודרים אל תוך הגידול על ידי פאגוציטוזה. תאי הגידול בולעים את החלקיקים, יוצרים פגוזום המעביר אותם דרך ממברנת התא. באופן טבעי, החלקיקים הנבלעים עוברים עיכול בתוך התאים על ידי אנזימים מעכלים ומופרשים חזרה החוצה מהתא. הננושלים הבנויים מחומר אנאורגני אינם עוברים עיכול, לכן הם מצטברים בתוך תאי הגידול.
כאשר החלקיקים מצטברים בתוך הגידול, מבצעים חשיפה לקרינה באורך גל באזור ה-NIR שחודרת דרך העור לתוך הגידול. ננושלים בולעים אור וממירים אותו לחום ביעילות גבוהה מאוד, לכן 3 דקות של הקרנה מספיקות על מנת להרוג תאים סרטניים על ידי החום. חימום אזור הגידול הוא מאוד הומוגני, מה שמעיד על התפלגות ננוחלקיקים אחידה בכל נפח הגידול
תהליך הטיפול שחולה צריך לעבור: הזרקה של החלקיקים, המתנה של תקופה קצרה עד שהחלקיקים מצטברים באזור הגידול, טיפול על ידי הקרינה דרך העור של הגידול למשך כמה דקות. בהשוואה לטיפולי סרטן אחרים טיפול זה הוא פחות מסוכן ופולשני מטיפולים אחרים
שימושים נוספים.
חלקיקי ננושל יכולים להיות מאוחים לאוליגונוקלאוטידים שישתחררו בהשראה על ידי אור. גדילי ה-DNA הללו ישמשו כטיפול גנטי בשילוב עם הטיפול התרמי. דבר זה אפשרי מכיוון שקומפלקסים של הננו חלקיקים עם ה-DNA נכנסים אל תוך התאים. ה-DNA ישוחרר לאחר אינדוקציה באמצעות הקרנה. הדבר יאפשר מניפולציות פנימיות בתוך התאים הסרטניים, בנוסף או במקום הטיפול שהורג את תאי הגידול.
דוגמה נוספת לטיפול בסרטן על ידי שימוש בננושלים הוא להשתמש בהם ככלי לתרופות ציטוטוקסיות על מנת לספק אותם אל אתרים סרטניים בלבד. בתוך הננושל ניתן לשים תרופות ולצפות את השכבה החיצונית של החלקיקים עם תחמוצת ברזל (המאפשר מעקב קל על ידי מכשיר ה-MRI). כך נוצר מצב שכל אזור הגידול מצופה בננוחלקיקים ממולאים בתרופות שיכולות להשתחרר בעזרת אינדוקציה בקרני לייזר באורך גל מסוים ולבצע את תפקידם בהרג הגידול.
ננו טוקסיקולוגיה.
מרכיבי הננושלים כשלעצמם אינם טוקסיים – זהב היא המתכת אינרטית ביותר מבחינה ביולוגית ומשתמשים בה לטיפול בדלקת מפרקים שגרונית מאז שנות ה-30 של המאה ה-20 - והוכח שסיליקה אינה רעילה במודלים עכבריים. אמנם אין מחקרים ארוכי טווח על רעילות הננושלים, אך הוכח במחקר ננוטוקסיקולוגי שהם בטוחים בטווח הקצר – עכברים שטופלו בננושלים לא הראו תופעות לוואי גם חודשים לאחר הטיפול. עם זאת, נכון להיום, טרם נעשו מחקרי רעילות על בני אדם.
ברנט היידן
ברנט מת'יו היידן (באנגלית: Brent Matthew Hayden, נולד ב-21 באוקטובר 1983) הוא שחיין קנדי. הוא בעל מדליית ארד אולימפית (לונדון 2012) ואלוף עולם (מלבורן 2007) במשחה ל-100 מטר חופשי.
ביוגרפיה.
היידן נולד במישן, קולומביה הבריטית.
אתונה הייתה המקום שבו היידן ערך את הופעתו הראשונה במשחקים האולימפיים, כאשר היה חלק מנבחרת השחייה הקנדית לאולימפיאדת אתונה (2004). היידן אמור היה להשתתף בחמישה משחים, אך השתתף בפועל רק בארבעה. היידן לא הופיע למשחה החזק שלו 100 מטר חופשי, כיוון שזוהה בשוגג כמפגין, והוכה באלות על ידי היחידה המשטרתית היוונית לפיזור הפגנות, מה שפגע ביכולתו להשתתף. הישיגו הטוב ביותר באולימפיאדה זו היה במשחה 4X200 חופשי, שבו סיים חמישי (7:13:33 דקות).
באליפות העולם בשחייה שנערכה במונטריאול, קנדה בשנת 2005 זכה היידן ב-2 מדליות. מדליית כסף במשחה ל-4X100 חופשי בזמן של 3:16:44 דקות, אחרי ארצות הברית שקבעה שיא תחרות חדש (3:13:77 דקות) ולפני אוסטרליה (3:17:56 דקות), ומדליית כסף במשחה ל-4X200 חופשי בזמן של 7:09:73 דקות, אחרי ארצות הברית (7:06:58 דקות) ולפני אוסטרליה (7:10:59 דקות).
2007, אלוף עולם.
באליפות העולם בשחייה שנערכה במלבורן, אוסטרליה בשנת 2007 זכה היידן ב-2 מדליות. מדליית זהב במשחה היוקרתי ל-100 מטר חופשי בזמן של 48:43 שניות, ביחד עם פיליפו מאניני מאיטליה שקבע את אותו הזמן, ולפני איימון סאליבן מאוסטרליה (48:47 שניות), ומדליית ארד במשחה ל-4X200 חופשי בזמן של 7:10:70 דקות, אחרי ארצות הברית שקבעה שיא עולם חדש (7:03:24 דקות) ואחרי אוסטרליה (7:10:05 דקות).
היידן חווה אכזבה באולימפיאדת בייג'ינג (2008) כאשר סיים ללא מדליה. היידן היה חלק מקבוצת השליחים הקנדית שסיימה במקום ה-6 במשחה ל-4X100 חופשי (3:12:26 דקות), ובמקום החמישי במשחה ל-4X200 חופשי (7:05:77 דקות). למרות שעלה מהמקום השלישי לחצי הגמר במשחה ל-200 חופשי, ואף הקדים את מייקל פלפס, ויתר על השתתפות בחצי הגמר, כדי להתמקד במשחה ל-4X100 חופשי שהתקיים באותו היום. במשחה ל-100 מטר חופשי, היידן לא הצליח להעפיל לגמר, כאשר קבע בחצי הגמר זמן של 48:20 שניות, הרחוק משיאו האישי, שקבע רק יומיים קודם לכן כשזינק ראשון במשחה השליחים 4X100 חופשי וקבע תוצאה של 47:56 שניות. התוצאה שקבע בחצי הגמר מיקמה אותו רק במקום האחד עשר.
באליפות העולם בשחייה שנערכה ברומא בשנת 2009, נכשל היידן בניסיונו להגן על תוארו במשחה ל-100 חופשי, כאשר הוא מסיים במקום הרביעי בזמן של 47:27 שניות, רחוק רק 2 מאיות מזכייה במדליה. היידן היה השחיין היחיד בגמר ה-100 מטר חופשי, שלבש את חליפת הלייזר רייסר של ספידו, שנחשבה באותה עת למיושנת, בעוד ששאר מתחריו לבשו חליפות חדישות יותר שמסייעות לשחיינים לשחות מהר יותר המיוצרות מהחומר הסינתטי פוליאוריתן.
2011, סגן אלוף עולם.
באליפות העולם בשחייה שנערכה בשאנגחאי, סין בשנת 2011 זכה היידן במדליה אחת, מדליית כסף במשחה ל-100 חופשי בזמן של 47:95 שניות, אחרי ג'יימס מגנוסן מאוסטרליה (47:63 שניות), ולפני וילאם מיינר מצרפת (48:00 שניות).
2012, מדליית ארד אולימפית.
לאחר האכזבות בשתי האולימפיאדות הקודמות, בהן לא העפיל לגמר ה-100 מטר חופשי, המשחה החזק שלו, היידן הצליח לעשות זאת באולימפיאדת לונדון (2012), ובגמר הצליח לזכות במדליית הארד בזמן של 47:80 שניות, אחרי נתן אדריאן מארצות הברית (47:52 שניות) וג'יימס מגנוסן מאוסטרליה (47:53 שניות). לאחר שהצליח לזכות לבסוף במדליה האולימפית המיוחלת אמר היידן: "יש כל כך הרבה פעמים שאתה יכול לחלום על משהו אבל במיליון מתוך מיליון ואחת פעמים החלום לא יתגשם. החלום הזה (זכייה במדליה אולימפית) הוא אחד החלומות שהתמזל מזלי והוא התגשם".
חייו האישיים.
היידן מחזיק בחגורה שחורה בקראטה. כינויו של היידן הוא "סופ" (באנגלית: soup) בעקבות קעקוע הסופרמן שעל חזהו. להיידן גם קעקוע הכתוב בסינית על ידו הימנית שאומר "חברים הכי טובים לנצח". היידן עשה את הקעקוע עם חבר קרוב, שעבר מאוחר יותר תאונת אופנוע קטלנית וניצל.
לוגלין סנטוס
לוגלין סנטוס (בספרדית: Luguelín Santos; נולד ב-12 בנובמבר 1993 בבאיאגואנה) הוא אצן דומיניקני. הוא סגן האלוף האולימפי (לונדון 2012) ובעל מדליית ארד מאליפות העולם (מוסקבה 2013) בריצת 400 מטר.
הישגים.