Una técnica de imagen innovadora para la nanotermometría óptica dinámica

Una nueva técnica de imagen, desarrollada por los equipos de los profesores Jinyang Liang y Fiorenzo Vetrone en el Institut National de la Recherche Scientifique (INRS), puede medir la temperatura en 2D, sin contacto. Esta detección precisa de temperatura en tiempo real podría algún día mejorar la terapia fototérmica y ayudar en el diagnóstico temprano de cánceres de piel.

Esta tecnología, conocida como termometría de imágenes de por vida de fotoluminiscencia de disparo único (SPLIT), se basa en la luminiscencia de nanopartículas dopadas con iones de tierras raras. “Estas nanopartículas se consideran nanotermómetros porque sus propiedades luminiscentes cambian con la temperatura del ambiente. También son biocompatibles”, dijo el profesor Vetrone.

En lugar de obtener imágenes de la luminiscencia punto por punto, lo que requiere mucho tiempo, SPLIT utiliza una nueva cámara de ultra alta velocidad para rastrear la rapidez con la que la luminiscencia de estas nanopartículas decae en cada punto del espacio. Luego, la temperatura se puede detectar al verificar qué tan rápido se desvanece la luz emitida. Dado que es en tiempo real, SPLIT puede seguir el fenómeno a medida que ocurre.

Por primera vez, permite la termometría de luminiscencia utilizando la vida útil de la nanopartícula con una muestra en movimiento. “En comparación con las técnicas de termometría existentes, SPLIT es más rápido y tiene una resolución más alta. Esto permite una detección de temperatura más precisa con una solución avanzada y económica”, dijo el profesor Liang.

Los profesores Liang y Vetrone creen que la tecnología SPLIT podría, entre otras cosas, aumentar la capacidad de detectar y tratar los cánceres de piel. En la actualidad, la capacidad de detección de melanomas, y más concretamente de micromelanomas, es todavía limitada. Los enfoques de diagnóstico existentes están restringidos por su invasividad, resolución y precisión, lo que conduce a una gran cantidad de biopsias innecesarias.

Así, la termometría óptica podría usarse para detectar células cancerosas, cuyo rápido metabolismo conduce a una temperatura más alta que la del tejido normal, haciéndolas más visibles con SPLIT.

Para detectar el melanoma, las clínicas pueden usar una cámara térmica, pero la resolución es baja. “SPLIT marca un paso importante en el desarrollo técnico. Con alta resolución, la tecnología podría usarse para localizar con precisión el lunar canceroso”, dijo el profesor Liang.

Más allá de la detección, esta tecnología también podría usarse para monitorear la dosis de luz durante ciertos tipos de tratamiento. Por ejemplo, la terapia fototérmica ataca las células cancerosas a través del calor generado por la exposición a la luz infrarroja cercana. “Queremos erradicar el cáncer, pero no el tejido circundante, por lo que si la temperatura es demasiado alta, el tratamiento podría disminuirse o detenerse por un tiempo. Si es demasiado bajo, podríamos aumentar la luz para obtener la dosis correcta”, dijo Vetrone.