現行醫療技術中，醫生只能識別由于血小板聚集而變窄的血管。方法是從手臂、腹股溝或頸部的血管處開一個切口植入導管，從導管注入染色劑，使X射線顯示狹窄部位。日前，由凱斯西儲大學科學家率領的一組研究人員開發了一種多功能納米顆粒，能使磁共振成像（MRI）定位動脈粥樣硬化引起的血管斑塊。此項技術向無創性識別不穩定斑塊（引發心臟病和卒中的原因）和及時治療邁進了一步。
2月6日，凱斯西儲大學的研究人員在《Nano
Letters》在線發表了他們的研究：一種由通常存在于煙草中的桿狀病毒構建而成的納米顆粒，攜帶微量的染色劑可以更有效地定位并顯像動脈血管中的斑塊。更重要的是，研究顯示，這種特制的納米顆粒可停留在斑塊生物標記物上。這樣，經程序性處理后的顆粒將可能識別不穩定斑塊，而單獨非靶向的染色劑卻無法做到這一點。
凱斯西儲大學生物醫學工程助理教授Nicole F. Steinmetz表示：“從一個化學家的角度來看，制作非球狀的納米顆粒依然很有挑戰性，但是非球狀材料對醫學應用非常有益。自然是走在我們前面的，我們正在收獲大自然的方法，將其施用于醫學。”
桿狀納米顆粒由煙草花葉病毒制成，是感染植物細胞的微小的管狀有機體，但不會感染非植物。
Steinmetz（生物工程植物病毒專家）和Xin Yu（生物醫學工程教授，專門開發MRI技術以研究心血管疾病）一起，發明了一個裝置可以運輸和集中斑塊上的成像劑。
和球狀納米顆粒相比，細長的納米顆粒離開中心血流，貼向血管壁的可能性更高。研究人員表示，細長形狀將更能穩定地吸附到斑塊上。病毒表面在經修改后攜帶有易于刺入斑塊處的氨基酸短鏈，即肽鏈。其表面還可以進一步改良，攜帶用于光學掃描的近紅外線染色劑和作為MRI對比劑的釓離子（和有機分子結合，減少金屬毒性）。便于光學掃描和MRI成像。
通過納米顆粒表面加載釓離子而非注射，使其在血流中自由流動，可以增加弛緩率（或稱為提高與健康組織之間的對比度）達四個數量級以上。Steinmetz指出：“注射入血的弛緩率為5,納米顆粒的弛緩率為35000.”研究人員解釋，這是因為納米棒攜帶2000個對比劑分子，將其集中在斑塊上。此外，將對比劑附著在納米顆粒支架上降低了其分子的被清除速率，產生附加的弛緩率。
由于對比劑直接傳送到斑塊使視圖更清晰，對比劑的使用可以比常規方法用量減少400倍。大多數已開發的可攜帶對比劑的納米顆粒都是基于合成材料，有些可能會留存在人體內一段時間不能清除。而基于煙草病毒的納米顆粒則具有優勢，即，該煙草病毒由蛋白制成，人體有足夠的能力快速將其清除趕緊。
Steinmetz和Yu的下一步研究希望對納米顆粒蛋白分子進行修剪，以便可以向醫生展示哪些斑塊是穩定而無需治療的，哪些則是脆弱不穩定而需要治療的。為此，必須首先找到穩定與脆弱斑塊的不同生物標記物，將納米顆粒覆蓋上不同的肽和對比劑，從而使MRI能夠加以辨別。
Yu說：“我們對不穩定斑塊的了解還不夠全面，然而，一旦我們能夠判斷脆弱斑塊和穩定斑塊，將帶來診斷模式和預后的重大轉變。”