新型奈米微粒嘉惠生醫檢測及造影
- 上線日期：2009/7/31 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
許多生醫造影及檢測應用都需要螢光標籤(fluorescent tag)來偵測及追蹤細胞或分子，目前的螢光標籤多半是脆弱的螢光染料或蛋白質，激發時極易發生螢光漂白(fluorescent bleach)現象，導致研究人員不得不將就差強人意的快照來推測生物過程。
螢光奈米微粒比一般有機螢光染料更穩定，也更容易改質，其中量子點(quantum dot)已成為生醫應用中最重要的螢光奈米微粒。然而最近新加坡科學家研發出一種獨特且性能卓越的螢光奈米粒子，即將在許多應用上挑戰甚至取代量子點。
這種奈米微粒能吸收低能量而放出高能量的光，因此被稱為升頻奈米粒子(upconverting nanoparticles, UCN)。它能濾掉所有自發螢光(auto-fluoresence)而讓反向螢光(reverse fluoresence)通過，所以能得到非常高的訊噪比。這種微粒的化學性穩定、不易發生光漂白(photobleach)，且產生螢光不受環境影響。此外，UCN能以近紅外光激發，這對於應用在活體細胞及組織上是一大利多。
新加坡大學的研究小組利用單步驟的水熱合成法(hydrothermal synthetic procedure)，製造出相當均勻、粒徑不到100 nm的UCN，外膜是由極性高分子所構成，因此可溶於水，還能加掛其他分子以化強或新增功能，例如在表面加上標定分子(target molecule)可使癌細胞能辨識並吸收這種UCN。
研究人員也利用這些微粒獨特的長波長激發及發光現象，進行深入生物組織的偵測，例如他們能透過紅外雷射激發來觀察老鼠等小動物皮下UCN發出的螢光。為了從事活體應用，研究人員必須證明這些粒子的生物相容性。他們測量了粒子在老鼠體內的生物分佈，證明在注射後不到一星期，老鼠體內只有微不足道的粒子殘留，因此應該沒有長期有害的效應。
除了造影及診斷外，該小組也將UCN應用在光動力療法上，做為能量轉換器，讓抗癌藥物聚集在癌細胞，再以紅外雷射活化，如此可侷限藥物的毒性並提升光動力療法的效率。該小組最近嘗試以多孔矽取代高分子來包覆光敏藥物，以強化這個系統。詳見Nanotechnology 20 155101 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/39502
譯者:林主恩(中央大學光電科學研究所)
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