一组研究人员开发出了一种粒子，这种粒子可以发出彩色编码的光，并且可以被磁铁控制，从而提高了追踪纳米粒子在体内或细胞内移动时位置的可能性。

 

麻省理工学院(MIT)的一个研究小组和其他几个机构的研究人员已经实现了一个长期追求的目标，即创造出能在生物环境中发出彩色荧光的粒子，并能在活细胞内精确地控制其位置。这一发现发表在本周的《自然通讯》杂志上。

 

这项新技术可以在纳米粒子在体内或细胞内移动时追踪它们的位置。与此同时，通过施加磁场来拉动纳米粒子，可以精确地操纵它们。最后，这些粒子可能有一层生物活性物质的涂层，可以寻找并结合体内的特定分子，如肿瘤细胞或其他疾病病原体的标记物。

 

麻省理工学院的莱斯特·沃尔夫化学教授、这篇新论文的资深作者Moungi Bawendi说:“多年来，我一直梦想着能在一个单一的物体中同时具有荧光和磁性。”虽然其他团队将这两种特性结合在一起，但Bawendi表示，他对自己的团队或其他人之前取得的成果“从来都不太满意”。天富代理分红

 

他说，一方面，这样的颗粒太大了，无法作为活体组织的实际探针:“它们往往会浪费很多体积，”Bawendi说。“紧凑对于生物和许多其他应用来说是至关重要的。”

 

此外，以前的努力无法产生均匀和可预测大小的颗粒，这也可能是诊断或治疗应用的基本特性。

 

此外，Bawendi说:“我们希望能够利用磁场来操纵细胞内的这些结构，同时也能准确地知道我们移动的是什么。“所有这些目标都是通过新型纳米粒子实现的，它们可以通过荧光发射的波长非常精确地进行识别。

 

Bawendi说，这种新方法“在尽可能小的封装中”产生了所需特性的组合，这可能有助于为具有其他有用特性的粒子铺平道路，例如与特定类型的生物受体或另一种感兴趣的分子结合的能力。

 

Bawendi的团队开发了这项技术，该团队由首席作者、博士后陈欧(Ou Chen)领导，纳米粒子结晶后，它们以一种精确的方式自组装，从而产生了最有用的结果:磁性粒子聚集在中心，而荧光粒子在它们周围形成一层均匀的涂层。这样就把荧光分子放在了最显眼的位置，这样就可以通过显微镜对纳米粒子进行光学跟踪。天富代理分红

 

Bawendi说:“这些建筑很漂亮，非常干净。”这种均匀性的产生，部分原因在于，Bawendi和他的研究小组多年来一直在完善的荧光纳米粒子，它们本身在尺寸上是完全均匀的。“你必须使用非常统一的材料来制作这样一个统一的结构，”陈说。

 

Bawendi建议，至少在最初，这些粒子可能会被用于探测细胞内的基本生物功能。随着研究的继续，以后的实验可能会在粒子的涂层上添加额外的材料，使它们以特定的方式与细胞内的分子或结构相互作用，用于诊断或治疗。

 

看看超级纳米粒子是如何发光的，以及如何用癌细胞内的磁铁操纵它们。视频:梅勒妮Gonick /麻省理工学院

 

Bawendi解释说，利用电磁铁控制这些粒子的能力是将它们用于生物研究的关键，否则，这些微小的粒子可能会迷失在细胞内循环的混乱分子中。“没有磁性的‘手柄’，这就像大海捞针，”他说。“但有了磁性，你很容易就能找到它。”

 

颗粒上的硅涂层允许附加分子附着，使颗粒与细胞内的特定结构结合。“二氧化硅使它完全有弹性;这是一种开发得很好的材料，几乎可以与任何东西结合，”Bawendi说。

 

例如，涂层可能含有一种分子，可以与特定类型的肿瘤细胞结合;然后，“你可以用它们来增强核磁共振成像的对比度，这样你就能看到肿瘤的宏观空间轮廓，”他说。

 

研究小组的下一步是在各种生物环境中测试新的纳米粒子。“我们已经制作了这些材料，”陈说。“现在我们必须使用它，我们正在与世界各地的一些团队合作，开发各种应用程序。”