光控纳米粒子将在生物传感器开发中发挥关键作用

ITMO 大学的科学家开发了一种可通过热量控制的可生物整合纳米粒子的生产方法。随着光的照射，这些颗粒不仅改变其形状，而且改变其颜色。这一发现将有利于非侵入性生物传感器、信号系统和无毒染料的发展。研究结果发表在Angewandte Chemie杂志上。

据该研究的作者称，受控纳米材料的问题已经解决了一段时间，但现有系统对生物体具有相当大的毒性，从而限制了它们在医学和生物学中的应用范围。然而，ITMO 大学的研究人员成功地生产出一种具有可控特性的完全生物相容性材料。

“纳米颗粒由硅核和生物聚合物壳组成。构成壳的物质具有不同的疏水/亲水特性，即它们的分子与水反应的方式。我们能够使用它来使颗粒收缩或膨胀取决于外部因素，”ITMO 信息化学科学中心的工作人员 Anna Nikitina 解释说。

纳米粒子在热影响下会改变形状和颜色。例如，它们可用于在生物组织中进行非侵入性局部温度测量，或设计能够分析生物体内部过程的传感器系统。新的可控系统还可用于制造类似于全息和光刻中使用的液晶调制器的热控和光控染料。颗粒颜色的变化完全是由于结构转变。

“我们的受控粒子可以从生物体内收集数据，而无需额外的复杂设备，例如超灵敏光谱传感器。颜色的简单变化使我们能够轻松实时监控粒子发生的情况。该技术是多用途的，同样：每个粒子都可以多次打开和关闭，”ITMO 大学物理与工程学院的工作人员 Valentin Milichko 说。

三年来，研究人员一直在开发这些受控系统，在此期间，他们对纳米颗粒的各种尺寸和空间特性进行了实验，并寻找能够表现出所需性能的聚合物。目前，系统的效率仅在实验室条件下得到证实。该研究的下一步将是体外测试。

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