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研究人员首次制造出微小的纳米粒子并揭示其内部结构

人工智能 2021-06-10 15:39:28

正如马丁路德大学哈雷-维滕贝格 (MLU) 的化学家和物理学家在最近的一项研究中所展示的那样,微小的纳米粒子可以配备染料,并可用于新的成像技术。研究人员也是第一个完全确定粒子内部结构的人。他们的结果发表在著名期刊Angewandte Chemie 上。

单链纳米粒子(SCNP) 是一种具有吸引力的化学和生物医学应用材料。它们仅由折叠成周长为 3 到 5 纳米的粒子的单分子链构成。MLU 化学研究所的 Wolfgang Binder 教授说:“因为它们非常小,所以它们可以在人体内到处移动并用于多种用途。” 由于这是一个新的研究领域,一些问题仍未得到解答。例如,到目前为止,粒子的内部结构只是被假设,但还没有最终解决。

在 Binder 和他的团队开发出可用于医学的新型单链纳米粒子后,他们想更多地了解它们的结构。“我们得出结论,我们开发的纳米粒子必须具有特殊的内部结构,”宾德说。为此,他联系了 MLU 化学和物理系的同事。使用电子自旋共振和荧光光谱的组合,科学家们首次能够可视化 SCNP 的结构。“它们形成一种纳米口袋,可以保护染料或其他分子,”宾德解释说。他们的发现与之前关于这种微小粒子内可能存在的空间结构的假设一致。

Binder 研究小组的目标是开发用于诊断测试的纳米粒子。然而,生产纳米颗粒是一项复杂的任务。“它们必须对身体几乎不可见,”博士 Justus Friedrich Hoffmann 解释说。宾德研究小组的学生。它们不能被身体的免疫系统破坏,它们还必须具有正确的内部结合位点,以便染料或其他分子可以被储存和保护。此外,它们必须是水溶性的,以便它们可以通过血液运输。“它们通常形成大团块,但我们现在已经能够产生单个颗粒,”霍夫曼说。他们使用化学技巧将链浓缩成所需的形式。

在制造过程中加入的染料将用于所谓的光声成像。该程序代表了计算机断层扫描的替代方案,但没有危险的辐射。它允许人们从体外观察几厘米深的组织。Binder 说,通常情况下,染料会很快被身体破坏。微小的纳米粒子保护染料,例如,它可以用于观察通过血管进入的肿瘤。

SCNP 也可用于各种其他应用。例如,它们可以用作发生化学反应的纳米反应器。

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