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用于发光纳米颗粒的隐形帽技术

2019-07-05 10:07:31企业要闻

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,成功地显着提高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,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保持稳定,可用于储存药物。他们创造了一种工具,可以有效地对抗癌症。研究人员最近在Angewandte Chemie期刊上发表了他们的研究结果。

纳米粒子是微小结构,通常小于100纳米,比人类头发的厚度小约500至1000倍。这些材料越来越受到生物医学应用的关注。如果具有适当的特性,它们可以通过血液到达人体几乎任何组织 - 变成完美的身体探针。

多年来已知纳米颗粒在体内的分布基本上由它们的尺寸和表面性质决定。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。” “当用红外线激发它们时,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,它对于癌症诊断特别有用,”该团队的光化学家,Massimo Sgarzi博士说。 , 添加。

然而,这些光上转换器在水或组织液中显示出差的溶解性 - 在可以想象任何诊断或治疗用途之前必须具有的特征。对于HZDR团队而言,这不是一个障碍,而是一个挑战:“我们使用独特的聚合物混合物来覆盖颗粒,”Joshi博士说,他于2017年从莫纳什大学加入HZDR,担任洪堡研究员。添加该保护性覆盖物使得光转换纳米颗粒具有生物相容性。生物学家Kristof Zarschler博士补充说:“上转换器现在是水溶性的,甚至具有中性表面电荷。我们的研究表明,这种新的覆盖物几乎可以完全防止身体自身的物质(存在于血清中))从结合到粒子。换句话说,纳米粒子现在似乎穿着隐形斗篷。我们相信,这将有助于避免被吞噬细胞识别和消除免疫系统。“

为了使新的纳米探针在复杂的生物环境中保持数周稳定,科学家们将保护壳的成分光化学联系起来:“我们只是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。构成保护罩 - 在光的帮助下将隐形斗篷的各个部分缝合在一起非常相似,“博士说。学生,Anne Nsubuga。她进一步补充说:“这种外壳只有几纳米厚,甚至可能用于隐藏其他物质,例如,癌症药物,这些物质可能会在肿瘤中释放并摧毁它。”

在这一突破之后,该团队现在打算验证他们目前在生物体中的结果:“为此,我们首先必须在动物身上进行严格监管和道德上可接受的实验。只有当我们的隐形帽技术在这些上工作时没有任何副作用他们的医疗潜力将被详细探讨,并且可以考虑他们在患者身上的应用,“该组织负责人Holger Stephan博士谨慎地解释道。

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