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      如何在核反應(yīng)堆中生產(chǎn)用于醫(yī)療應(yīng)用的熒光納米粒子
      
			
      
				2019-07-05 14:24:38
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      在有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué)研究所的PetrCígler(布拉格IOCB)和大分子化學(xué)研究所(IMC)的MartinHrubý的領(lǐng)導(dǎo)下，研究小組開發(fā)了一種革命性的方法，用于簡單而廉價(jià)地生產(chǎn)輻照納米金剛石和其他納米材料適用于疾病的高度敏感診斷，包括各種類型的癌癥。他們的文章最近發(fā)表在科學(xué)雜志“ 自然通訊”上。
      

      如何在核反應(yīng)堆中生產(chǎn)用于醫(yī)療應(yīng)用的熒光納米粒子
      

      在分子水平上診斷疾病和了解細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的過程需要敏感和選擇性的診斷儀器。今天，科學(xué)家可以以幾十納米的分辨率監(jiān)測細(xì)胞中的磁場和電場，并且由于某些無機(jī)材料顆粒中的晶體缺陷而具有顯著的靈敏度。納米金剛石是用于這些目的的近乎理想的材料。與珠寶中使用的鉆石相比，納米金剛石的尺寸小約100萬倍，并且在高壓和高溫下由石墨合成生產(chǎn)。
      

      純納米金剛石對(duì)其環(huán)境沒有太多了解。首先，必須在受控條件下?lián)p壞其晶格以產(chǎn)生特殊缺陷，即所謂的氮空位中心，其能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)成像。通常通過在粒子加速器中用快離子照射納米金剛石來產(chǎn)生損傷。這些加速離子能夠?qū)⑻荚訌募{米金剛石的晶格中敲出，留下稱為空位的空穴，其在高溫下與晶體中存在的氮原子配對(duì)作為污染物。新形成的氮空位中心是可觀察到的熒光的來源，這使得納米金剛石在醫(yī)學(xué)和技術(shù)中的應(yīng)用具有巨大潛力。
      

      然而，在更廣泛的范圍內(nèi)對(duì)這些材料的使用的基本限制是在加速器中照射離子的成本高且效率低，這阻止了大量產(chǎn)生這種特別有價(jià)值的材料。
      

      由PetrCígler和MartinHrubý領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家最近在Nature Communications雜志上發(fā)表了一篇文章，描述了一種全新的照射納米晶體的方法?？茖W(xué)家們?cè)诩铀倨髦虚_發(fā)了昂貴且耗時(shí)的輻照，開發(fā)了核反應(yīng)堆輻射，這種反應(yīng)更快，成本更低。
      

      科學(xué)家們不得不在反應(yīng)堆中采用一種技巧 - 中子照射將硼原子分解成非常輕且快的氦和鋰離子。必須首先將納米晶體分散在熔融的氧化硼中，然后在核反應(yīng)堆中進(jìn)行中子照射。通過硼核捕獲中子產(chǎn)生濃密的氦和鋰離子，其在納米晶體中具有與加速器中產(chǎn)生的離子相同的效果：晶體缺陷的受控產(chǎn)生。這種顆粒淋浴的高密度和使用反應(yīng)器照射更多數(shù)量的材料意味著一次生產(chǎn)幾十克稀有納米材料更容易，也更便宜，這比科學(xué)家大約多1000倍。迄今為止能夠通過加速器中的可比照射獲得。
      

      該方法不僅在納米金剛石的晶格中產(chǎn)生缺陷，而且在另一種納米材料以及碳化硅中也是成功的。出于這個(gè)原因，科學(xué)家認(rèn)為該方法可以在大規(guī)模生產(chǎn)具有明確缺陷的納米顆粒中得到普遍應(yīng)用。
      

      該新方法利用硼中子俘獲療法(BNCT)中應(yīng)用的原理，其中給患者施用硼化合物。一旦化合物聚集在腫瘤中，患者就接受中子放射治療，中子將硼核分裂成氦和鋰離子。然后它們破壞硼收集的腫瘤細(xì)胞。因此，從實(shí)驗(yàn)性癌癥治療中獲得的這一原理為納米材料的有效生產(chǎn)打開了大門，該納米材料具有在癌癥診斷等領(lǐng)域中應(yīng)用的特殊潛力。
      
			

			
        
      
			
      
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