发光纳米粒子的隐形帽技术

来自Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)的科学家团队与澳大利亚莫纳什大学的研究人员合作，成功改善了特殊光转换纳米粒子的稳定性和生物相容性。该团队开发了所谓的“上转换”纳米粒子，它不仅可以将红外光转换为紫外-可见光，而且是水溶性的，在血清等复杂体液中稳定，可以用来储存药物。他们创造了一种工具，可以使抗癌更有效。研究人员最近在《Angewandte Chemie》杂志上发表了他们的发现。

纳米粒子是微小的结构，通常小于100纳米，大约比人类头发的厚度小500到1000倍。这些材料在生物医学应用中越来越受到重视。如果具备适当的特征，它们几乎可以通过血液到达人体的任何组织——成为一个完美的身体探测器。

众所周知，纳米粒子在体内的分布基本上是由它们的尺寸和表面性质决定的。HZDR放射性药物癌症研究所的Tanmaya Joshi博士说：“上转换纳米材料对生物医学成像非常感兴趣。”“当受到红外光刺激时，它们可以发出明亮的蓝色、绿色或红色信号。如果我们成功地将这种纳米探针导航到患病组织，它对癌症诊断特别有用，”该团队的光化学专家马西莫斯加尔齐博士说。添加。

然而，这些光学上变频器在水中或组织液中显示出较差的溶解性-在可以想象任何诊断或治疗用途之前，它们必须具有特性。对于HZDR团队来说，这不是一个障碍，而是一个挑战：“我们使用一种独特的聚合物混合物来覆盖粒子，”Joshi博士说，他于2017年以洪堡研究员的身份从莫纳什大学加入HZDR。保护层的加入使得光转换纳米粒子具有生物相容性。生物学家Kristof Zarschler博士补充说：“上变频器现在是水溶性的，甚至有中性的表面电荷。我们的研究表明，这种新的覆盖物几乎可以完全阻止身体自身的物质(存在于血清中)与物质结合。换句话说，纳米粒子现在似乎穿着隐形衣。我们相信这将有助于防止它们被吞噬细胞识别，并消除免疫系统。”

为了让新的纳米探针在复杂的生物环境中保持几周的稳定，科学家们将保护壳的成分光化学连接起来：“我们只使用紫外光照射我们的纳米粒子。这在分子成分之间产生了额外的联系。形成一个保护罩——在光线的帮助下将隐形衣的所有部分缝合在一起非常相似，”博士生安妮恩苏布加解释道。她进一步补充道：“这种外壳只有几纳米厚，甚至可能被用来隐藏其他物质，如抗癌药物，这些物质可能会在肿瘤中释放出来并破坏它。”

在这一突破之后，研究小组现在打算在生物体内验证他们目前的结果：“要做到这一点，我们必须首先在动物身上进行严格的监督和道德上可以接受的实验。只有当我们的隐形帽子技术在没有任何副作用的情况下工作时，它们的医疗潜力才会被详细讨论，它们在患者中的应用才能被考虑，”该组织负责人霍尔格斯蒂芬博士谨慎地解释道。

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