Впервые применена позитронно-эмиссионная трекинговая томография единичной частицы в живом организме

Учёные впервые применили технологию позитронно-эмиссионного трекинга единичной частицы (PEPT) для исследований в живом организме. Ранее PEPT использовалась только для изучения потоков в сложных механических системах, таких как двигатели или промышленные смесители.

Суть технологии: PEPT позволяет в реальном времени отслеживать трёхмерное положение и перемещение одной радиоактивно меченой частицы внутри плотных и оптически непрозрачных систем.

Ключевое достижение исследования: Мультидисциплинарной группе под руководством доктора Рафаэля Т. М. де Росалеса впервые удалось синтезировать, пометить радиоактивной меткой и выделить единственную субмикрометровую частицу диоксида кремния (SiO₂) с достаточной радиоактивностью для детектирования как стандартной ПЭТ-визуализацией, так и методом PEPT.

Потенциал и отличия от стандартной ПЭТ:

• Стандартная ПЭТ: требует введения миллиардов или триллионов меченых молекул. Итоговое изображение показывает их усреднённое распределение за 10–30 минут, без данных о скорости или точном местоположении в реальном времени.
• PEPT: отслеживает одну частицу в реальном времени, что потенциально позволяет изучать скорость, плотность и общую динамику кровотока во всём теле — информацию, которую невозможно получить другими методами визуализации.

Возможные области применения в биомедицине:

• Изучение сложной многофазной динамики крови (гемодинамики) в физиологии и при доставке лекарств.
• Высокоточная PEPT-навигация для радиотерапии или хирургии.
• Оценка движения и миграции отдельных клеток (например, иммунных) и их взаимодействия с тканями.
• Детальный анализ кровотока и градиентов давления внутри опухолей или сосудистых поражений для выбора тактики лечения.

Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.