来自Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)的科学家团队与来自澳大利亚莫纳什大学的研究人员合作，成功地显著提高了特殊光转换纳米粒子的稳定性和生物相容性。该团队开发了所谓的“上转换”纳米粒子，它不仅可以将红外光转换为紫外-可见光，而且可以溶于水，在血清等复杂体液中稳定，可以用于储存药物。他们发明了一种工具，可能会使抗癌更有效。研究人员最近在《Angewandte Chemie》杂志上发表了他们的发现。

纳米颗粒是微小的结构，通常小于100纳米，比人头发的粗细约小500到1000倍。这些材料在生物医学领域的应用越来越受到关注。如果配备了适当的功能，它们可以通过血液到达人体的几乎任何组织，成为完美的身体探测器。

多年来已经知道，纳米颗粒在体内的分布基本上由其尺寸和表面性质决定。HZDR放射性药物癌症研究所的Tanmaya Joshi博士说：“上转换纳米材料对生物医学成像非常感兴趣。”“当受到红外光刺激时，它们可以发出明亮的蓝色、绿色或红色信号。如果我们成功地将这种纳米探针导航到病变组织，它将对癌症诊断特别有用，”该团队的光化学专家Massimo Sgarzi说。补充。

然而，这些光升频转换器在水或组织液中表现出较差的溶解性，在可以想象任何诊断或治疗用途之前，它们必须具有特性。对于HZDR团队来说，这不是一个障碍，而是一个挑战：“我们使用一种独特的聚合物混合物来覆盖粒子，”Joshi博士说，他于2017年从莫纳什大学加入HZDR，担任洪堡研究员。保护性覆盖物的添加使得光转换纳米粒子具有生物相容性。生物学家Kristof Zarschler博士补充说：“上变频器现在是水溶性的，甚至具有中性表面电荷。我们的研究表明，这种新的覆盖物几乎可以完全阻止人体自身的物质(存在于血清中)与物质结合。换句话说，纳米粒子现在似乎穿上了隐身衣。我们认为，这将有助于防止它们被吞噬细胞识别，并消除免疫系统。”

为了使新的纳米探针在复杂的生物环境中保持数周的稳定，科学家们光化学地连接了保护壳的成分：“我们只是用紫外线照射我们的纳米粒子。这在分子成分之间产生了额外的连接。构成一个保护罩——这与借助光线将隐身衣的各个部分缝合在一起非常相似，”博士生安妮恩苏布加(Anne Nsubuga)解释道。她进一步补充说：“这种外壳只有几纳米厚，甚至可能被用来隐藏其他物质，如癌症药物，这些物质可能会在肿瘤中释放出来并摧毁它。”

在这一突破之后，该团队现在打算在生物体中验证他们目前的结果：“为此，我们必须首先在动物身上进行严格监管和道德上可接受的实验。只有当我们的隐形cap技术在没有任何副作用的情况下发挥作用时，他们的医疗潜力才会得到详细讨论，他们在患者中的应用才能得到考虑，”该组织负责人Holger Stephan博士谨慎地解释道。