红外发光纳米颗粒为研究人员提供了活体小鼠大脑内部的视图

斯坦福大学的化学家开发了一种新的深层组织成像技术，该技术可以看到活着的受试者的皮肤下方，以无与伦比的清晰度照亮埋藏的肿瘤。

在9月30日出版的《自然生物技术》杂志上的一项新研究中，研究人员展示了如何使用他们的技术来预测癌症患者对免疫疗法的反应并跟踪治疗后的进展。

斯坦福大学人文与科学学院的研究负责人戴宏杰，JG Jackson和CJ Wood化学教授说：“我们将这种红外视觉称为无创地凝视生物组织。”

该技术依赖于含有the元素的纳米颗粒，这种元素属于一类所谓的稀土矿物，化学家因其在红外光中的独特发光能力而对其予以奖励。

研究小组用化学工程涂层覆盖了纳米颗粒，这有助于颗粒溶解在血液中，并使其毒性更小并且更快地排出体外。此外，该涂层还为分子提供了锚定点，这些分子的作用就像制导导弹一样，可以定位并附着在细胞上的特定蛋白质上。

清除雾

研究人员说，在低功率的LED灯下，particles粒子可以在明亮的红外光下照射目标组织甚至单个细胞，与传统的成像技术相比，可以看到更深，分辨率更高。这项研究的第一作者，戴博士实验室的博士后研究员钟腾腾说：“就像在雾气弥漫的冬天前后在高速公路上开车时看到的一样。” “综合的成像深度，分子特异性和多样性以及时空分辨率是以前的技术无法实现的。”

mouse纳米颗粒探针在红外光下照射活着的小鼠的脑血管。信用：斯坦福大学

在一段强调其纳米探针功能的视频中，一只活着的老鼠体内的大脑分支血管被蓝绿色的光所住，并随着生物移动其头部而移动。“我们的方法允许观察完整的小鼠大脑，而传统方法只能观察到头皮，”该研究的第一作者，戴氏实验室的研究生卓然马说。

在这项研究中，研究人员表明，他们的技术可以识别携带蛋白质的小鼠肿瘤，这种蛋白质使小鼠容易受到激活人体自身免疫系统的癌症药物的攻击。这种方法可以提供一种非侵入性的方式来识别对这些药物反应良好的患者，而无需像他们目前所需要的那样对肿瘤进行取样或活检。

同样，nanoparticles纳米粒子可以监测癌症治疗后患者的反应，以跟踪他们是否对药物有反应以及肿瘤是否缩小。

作为演示，戴及其同事将colleagues纳米颗粒与另一种红外成像技术结合使用，可以同时对两个分子靶标(癌细胞和T细胞)进行同步成像。结果是分层的多色快照，显示了T细胞从小鼠体内其他部位归巢在肿瘤上。

研究人员说，他们的技术还可以使外科医生更精确地切除肿瘤，并帮助生物学家和医学研究人员研究细胞内的基本过程。

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