金标准成像

研究人员普渡大学已经朝着开发一种新型超灵敏医学成像技术迈出了一步，这种技术通过将激光照射穿过皮肤来检测注入血液中的微小金纳米棒。

在对小鼠的测试中，纳米棒产生的图像比传统荧光染料(包括罗丹明)亮近60倍，罗丹明通常用于广泛的生物成像，以研究细胞和分子的内部运作。

上周在网上发表的一篇研究论文详细介绍了这些发现美国国家科学院院刊．这篇论文是由普渡大学韦尔登生物医学工程学院和化学系的研究人员撰写的。

生物医学工程助理教授程吉欣表示，纳米棒可能用于开发一种先进的医学成像工具，用于癌症的早期检测。

金棒大约20纳米宽，60纳米长，大约比红细胞小200倍。

金纳米棒代表了一种可能的方法，可以克服开发利用光分析血管和底层组织的先进医学成像技术的障碍。

“一个障碍是可见光谱中的光不能很好地穿过组织，”化学副教授亚历山大·魏(Alexander Wei)说，他与程和普渡大学的其他研究人员一起工作，其中包括化学教授菲利普·s·洛(Philip S. Low)。

成像方法可以利用波长更长的激光脉冲，在光谱中称为近红外的可见范围之外发展。

“在近红外波段有一个光窗口，波长在800到1300纳米之间，这可以用于新的成像技术，”魏说。

当被这个光谱区域的光照射时，具有一定长宽比的微小金棒会发出明亮的光。金纳米棒是一种被称为“双光子荧光”的成像的理想选择，它比传统的荧光成像方法提供更高的对比度和更亮的图像。

光子是构成光的单个粒子。在双光子荧光中，两个光子同时击中纳米棒。

由于双光子效应，该方法可能使科学家能够开发先进的“非线性光学技术”，提供比传统技术更好的对比度。Cheng正在应用双光子荧光和其他非线性光学效应来开发成像方法，提供比传统技术更好的对比度。

研究人员将纳米棒注射到老鼠体内，然后在纳米棒流经动物耳朵血管时拍摄这些微小结构的图像。事实证明，单个纳米棒比单个罗丹明分子的双光子荧光亮58倍。注射后半小时内，在动物的血液中无法再观察到纳米棒，可能是因为这些纳米棒已经被肾脏从血液中过滤掉了。

“为了能够在癌症等疾病的早期阶段检测细胞，重要的是要有一种可靠的技术，在单颗粒水平上具有灵敏度，”魏说。“金纳米棒证明了程的非线性成像方法能够达到这种检测水平。”

普渡大学图片由韦尔登生物医学工程学院和化学系提供