來自Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)與澳大利亞莫納什大學(xué)的研究人員合作，成功改善了特殊光轉(zhuǎn)換納米粒子的穩(wěn)定性和生物相容性。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了所謂的“上轉(zhuǎn)換”納米粒子，它不僅可以將紅外光轉(zhuǎn)換為紫外-可見光，而且是水溶性的，在血清等復(fù)雜體液中穩(wěn)定，可以用來儲(chǔ)存藥物。他們創(chuàng)造了一種工具，可以使抗癌更有效。研究人員最近在《Angewandte Chemie》雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
納米粒子是微小的結(jié)構(gòu)，通常小于100納米，大約比人類頭發(fā)的厚度小500到1000倍。這些材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中越來越受到重視。如果具備適當(dāng)?shù)奶卣?，它們幾乎可以通過血液到達(dá)人體的任何組織——成為一個(gè)完美的身體探測(cè)器。
眾所周知，納米粒子在體內(nèi)的分布基本上是由它們的尺寸和表面性質(zhì)決定的。HZDR放射性藥物癌癥研究所的Tanmaya Joshi博士說：“上轉(zhuǎn)換納米材料對(duì)生物醫(yī)學(xué)成像非常感興趣?！薄爱?dāng)受到紅外光刺激時(shí)，它們可以發(fā)出明亮的藍(lán)色、綠色或紅色信號(hào)。如果我們成功地將這種納米探針導(dǎo)航到患病組織，它對(duì)癌癥診斷特別有用，”該團(tuán)隊(duì)的光化學(xué)專家馬西莫斯加爾齊博士說。添加。
然而，這些光學(xué)上變頻器在水中或組織液中顯示出較差的溶解性-在可以想象任何診斷或治療用途之前，它們必須具有特性。對(duì)于HZDR團(tuán)隊(duì)來說，這不是一個(gè)障礙，而是一個(gè)挑戰(zhàn)：“我們使用一種獨(dú)特的聚合物混合物來覆蓋粒子，”Joshi博士說，他于2017年以洪堡研究員的身份從莫納什大學(xué)加入HZDR。保護(hù)層的加入使得光轉(zhuǎn)換納米粒子具有生物相容性。生物學(xué)家Kristof Zarschler博士補(bǔ)充說：“上變頻器現(xiàn)在是水溶性的，甚至有中性的表面電荷。我們的研究表明，這種新的覆蓋物幾乎可以完全阻止身體自身的物質(zhì)(存在于血清中)與物質(zhì)結(jié)合。換句話說，納米粒子現(xiàn)在似乎穿著隱形衣。我們相信這將有助于防止它們被吞噬細(xì)胞識(shí)別，并消除免疫系統(tǒng)。”
為了讓新的納米探針在復(fù)雜的生物環(huán)境中保持幾周的穩(wěn)定，科學(xué)家們將保護(hù)殼的成分光化學(xué)連接起來：“我們只使用紫外光照射我們的納米粒子。這在分子成分之間產(chǎn)生了額外的聯(lián)系。形成一個(gè)保護(hù)罩——在光線的幫助下將隱形衣的所有部分縫合在一起非常相似，”博士生安妮恩蘇布加解釋道。她進(jìn)一步補(bǔ)充道：“這種外殼只有幾納米厚，甚至可能被用來隱藏其他物質(zhì)，如抗癌藥物，這些物質(zhì)可能會(huì)在腫瘤中釋放出來并破壞它?！?
在這一突破之后，研究小組現(xiàn)在打算在生物體內(nèi)驗(yàn)證他們目前的結(jié)果：“要做到這一點(diǎn)，我們必須首先在動(dòng)物身上進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和道德上可以接受的實(shí)驗(yàn)。只有當(dāng)我們的隱形帽子技術(shù)在沒有任何副作用的情況下工作時(shí)，它們的醫(yī)療潛力才會(huì)被詳細(xì)討論，它們?cè)诨颊咧械膽?yīng)用才能被考慮，”該組織負(fù)責(zé)人霍爾格斯蒂芬博士謹(jǐn)慎地解釋道。
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