摘要 丝线和金刚石,看似不能搭配的两样东西却被科学家们巧妙地结合在一起,成功研制出了用于生物成像和药物输送的新应用。澳大利亚和美国的科学家近日在美国光学学会(OSA)期刊Biomedic...
丝线和人造金刚石,看似不能搭配的两样东西却被科学家们巧妙地结合在一起,成功研制出了用于生物成像和药物输送的新应用。澳大利亚和美国的科学家近日在美国光学学会(OSA)期刊Biomedical Optics Express联合发表研究,称研制出了由特殊材料做成的丝线包覆的人造金刚石粒子,简称丝覆金刚石技术。丝覆金刚石被特定的光线照射时会闪烁发光,研究者便利用这种特性将丝覆金刚石粒子植入细胞内,对细胞进行细致观察并破解控制细胞行为的分子电路机理,亦或研究细胞对于药物的反应。研发人员预测该技术在将来还会帮助医生对患病部位直接进行抗生素药物输送,大大提高治疗效果。
纳米金刚石在药物输送技术方面已有发展,但用丝线将金刚石粒子包覆起来进行医疗技术的研发尚属首例。研究的第一作者,墨尔本大学Asma Khalid教授介绍道,这种新型的金刚石粒子技术将应用在生物成像、生化传感和药物传输等方面。
植在染色的硅衬底上的丝覆金刚石。衬底上植入纳米金刚石颗粒,然后上面再覆盖一层由特殊材料做成的丝线
金刚石是碳晶体单质,其晶体结构中可以嵌入其他的原子,从而使这种有缺陷的金刚石能够吸收和放射出特定波长的光线,也即荧光;这是其他纯净金刚石所没有的特性。由于荧光金刚石在室温下比较明亮,性能稳定,并且对人体组织无害,科学家们便将其用于医学领域的生物成像和传感技术。之前的研究发现,金刚石粒子的毛刺边缘可能会使它在人体组织内游走时被挂在组织机体上,于是科学家们便从脂肪和蜡中提取出一种脂质,将其包裹在金刚石粒子的外面,使其更加光滑。而最新的研究则探索出了一种更好的丝线包覆的方法,用一种透明、柔软、对生物组织体有兼容性并且能够生物降解的丝线将纳米金刚石包裹起来。这种设计对人体组织不会产生任何副作用。
在实验观察中,研究者发现,植入组织内的丝线依然保持透明,不但没有影响纳米金刚石的光学特性,还使金刚石的发光亮度增强了2~4倍。在经过长达两周的观察后,科学家们得出结论,这种丝覆金刚石在人体组织内没有引起任何副作用和组织发炎。
植入活体组织两周的丝覆金刚石材料没有引起任何炎症。
科研团队预想该技术将来会应用在受感染的机体治疗中:直接将携带有药物的丝覆金刚石薄膜移植到患病部位,尽量减少药物的直接服用以及给病人带来的未知副作用。同时,这种丝线的降解率可以进行可控性设计,帮助医师控制携带药物的释放和治疗时机。
澳大利亚的墨尔本大学、美国悉尼大学和塔夫斯大学共同参与了该项研究。(编译自‘Silk coat for diamonds makes sleek new imaging and drug delivery tool’)