Группа ученых из России и других стран представила революционные металлоорганические каркасы (Ln-MOF), способные светиться в инфракрасном диапазоне — и не просто светиться, а реагировать на свет.
В своей работе исследователи отметили, что эти кристаллы впервые продемонстрировали четырехфотонное преобразование в биологических моделях, открыв путь к беспрецедентно глубокой и безопасной визуализации в медицине.
Идеально упорядоченные кристаллы на основе лантаноидов, введённые в организм модельной линий рыб Danio rerio, светятся ярко-зеленым или красным светом, когда на них попадает невидимый человеческому глазу свет инфракрасного лазера. Оказалось, что в отличие от традиционных наночастиц, эти кристаллы не разрушаются в воде и не токсичнымогут, а цвет их свечения можно настраиватьть путём изменения соотношения редкоземельных элементов.
Ученые из Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, университета ИТМО, Китая и Узбекистана не ограничились лабораторными пробирками — они ввели кристаллы в живых рыбок данио-рерио, которые традиционно используются при доклинических исследованиях лекарственных препаратов. Cветящиеся кристаллы равномерно распределились в тканях, не вызвали токсичности, и светились ярко-зеленым и красным светом даже через тело рыбы — это было видимо невооруженным глазом!
Разработка представляет интерес для развития персонализированной медицины и создания новых биомедицинских технологий. В частности, это открытие важно для работ по ранней диагностики рака, в мониторинге нейродегенеративных заболеваний в реальном времени, в работах по точной доставка лекарств.
«Это открывает двери к визуализации через плотные ткани, то есть без повреждения клеток и без фонового шума от тканей», — отметил один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник ННЦМБ ДВО РАН Вячеслав Дячук.
Работа международного научного коллектива опубликована в Journal of the American Chemical Society.
