摘要 近日,英国科学家成功开发出新型显微镜技术,用于观察活体细胞中的纳米金刚石;该技术对医疗研究和临床治疗将起到重要作用。纳米金刚石的细胞毒性很低,这使其成为了医疗传感成像的介质和药物输...
近日,英国科学家成功开发出新型显微镜技术,用于观察活体细胞中的纳米金刚石;该技术对医疗研究和临床治疗将起到重要作用。纳米金刚石的细胞毒性很低,这使其成为了医疗传感成像的介质和药物输送的载体。但目前很多医疗设备都需要应用到纳米金刚石荧光体,例如氮空位中心等,这些荧光体需要在激光技术下方能开发应用。制造工艺复杂,设备昂贵。而拉曼散射技术则可以实现对非荧光体纳米金刚石的分析。工作人员利用激光对样例金刚石进行炮轰,激光能够和振动的化学键接触反应,通过散射出的光子就可以得到这些化学键的振动频率。但传统拉曼散射比较弱,要想清晰地成像就需很长一段时间,这对于生物体而言存在一定弊端。科学家们通过两束入射红外线激光利用“相干反斯托克斯-拉曼散射”(CARS)技术成功地解决了成像时间长的问题。当两束红外激光的频率差和化学键的振动频率等同时,所有相同的化学键就开始同步振动,这样一来就增强了信号,缩短了成像时间。该技术对于纳米金刚石医疗设备至关重要,特别是大量相同的碳-碳键出现时。
英国卡迪夫大学的Paola Borri教授和其同事利用他们自己制造的CARS显微镜在水中对半径70-150纳米的金刚石进行成像试验。通过得到的成像数据,CARS显微镜技术可以观察到单颗纳米金刚石最小尺寸达27nm。而事实上,很多医疗用纳米金刚石要小很多,通常仅1-2纳米。尽管如此,Paola Borri教授对于自己的CARS显微镜颇有信心。
在对特定细胞如癌细胞进行定位观察时,纳米粒子的尺寸不能过小,否则很容易被忽略掉。Paola Borri说:“现在,我们能够利用CARS技术跟纳米金刚石定量测量联系到一起,并观察到单个金刚石粒子,这种活体细胞内的纳米金刚石原位直接测定是传统荧光体技术根本无法实现的。目前,研究人员已经成功在人体细胞内对纳米金刚石进行清晰的成像,并且整个过程对生物体是零伤害”。