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科学:硅荧光材料开发成能够在明亮的生物光学窗口下进行观察!

作者:总管理员   时间:2019-02-15 09:24  来源:未知  浏览:

科学:硅荧光材料开发成能够在明亮的生物光学窗口下进行观察!

NIMS MANA研究小组和名古屋大学研究小组联合开发了一种硅荧光材料,与传统材料相比,它具有极低的毒性和高发光效率。在波长为650至1,000纳米的近红外辐射(NIR) - 被称为“生物光学窗口”的范围 - 能够通过生命系统,联合小组成功地使用这种新材料进行生物成像。

由MANA首席研究员FranoiseWinnik领导的NIMS国际材料纳米构造学(MANA)研究小组,MANA博士后研究员Sourov Chandra,由MANA独立科学家Naoto Shirahata领导的研究小组,以及由Yoshinobu Baba教授组成的研究小组与传统材料相比,名古屋大学工程研究生院助理教授Takao Yasui联合开发了一种毒性非常低,发光效率高的硅荧光材料。在波长为650至1,000纳米的近红外辐射(NIR) - 被称为“生物光学窗口”的范围内 - 能够通过生命系统,联合小组首次使用新材料成功进行生物成像在世界上。

荧光生物成像是指通过用荧光材料标记它们可见的细胞和肉眼不可见的其他生物组织的可视化。该技术能够实时观察活细胞的分布和行为。通过应用该技术,可以观察与发病机理相关的细胞和生物分子的行为并鉴定疾病发展的机制。许多常规荧光材料在对紫外(UV)光或可见光起反应时发光。然而,因为诸如血红蛋白和体液的生物成分吸收这些类型的光,所以它们不适用于生物物质的深层观察。一些荧光材料对光的反应波长属于。

使用硅基颗粒,该联合组成功地开发了一种荧光材料,该荧光材料能够通过与波长相当于“生物光学窗口”的入射光作用而有效地产生发光。先前已经研究了在生物成像中使用硅基荧光材料,并且发现了一些问题,例如它们需要UV光来发挥激发和有效的发光,并且它们具有低的发光效率。鉴于这些问题,该联合研究小组开发了一种新的核 - 双壳结构,其中作为核的晶体硅纳米颗粒涂有烃基和表面活性剂。双光子激发荧光成像表明晶体硅在吸收NIR时表现出有效的光激发,并且涂层中的烃基增加了发射量子产率。此外,表面活性剂涂层使荧光材料具有水溶性。因此,新材料能够有效地标记目标生物分子,并使用通过生命系统的NIR系列辐射对标记目标进行随后的荧光生物成像。

在未来的研究中,我们的目标是使用我们在本研究中开发的新型硅荧光材料在深层完成荧光生物成像。

本研究的一部分是在名古屋大学的“分子与材料综合平台”项目下,由教育,文化,体育,科学和技术部组织的“纳米技术平台日本”项目进行的。