Созданы «светящиеся кристаллы» для глубокой и безопасной визуализации в медицине

Ученые Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (ННЦМБ ДВО РАН) в составе международной коллаборации создали металлоорганические каркасы на основе редкоземельных элементов группы лантаноидов (Ln‑MOF), которые светятся в инфракрасном диапазоне и реагируют на свет. Авторы отмечают, что эти кристаллы впервые продемонстрировали четырехфотонное преобразование в биологических моделях, что позволит глубже и безопаснее визуализировать процессы в живых организмах.

Полученные исследователями идеально упорядоченные кристаллы светятся ярко-зеленым или красным светом, когда на них попадает невидимый человеческим глазом луч инфракрасного лазера. В отличие от традиционных наночастиц, эти кристаллы не разрушаются в воде, не токсичны и могут быть точно настроены на нужный цвет свечения, в зависимости от соотношения редкоземельных элементов.

Ученые ввели светящиеся кристаллы лабораторным рыбкам Danio rerio, традиционно используемым при доклинических исследованиях лекарственных препаратов. Кристаллы равномерно распределились в тканях, не вызвали токсичности, и светились ярко-зеленым и красным светом, видимым через тело рыбы даже невооруженным глазом.

«Это открывает двери к визуализации через плотные ткани — без повреждения клеток и без фонового шума от тканей», — отметил один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник ННЦМБ ДВО РАН Вячеслав Дячук.

Разработка представляет интерес для развития персонализированной медицины и создания новых биомедицинских технологий. В частности, это открытие важно для работ по ранней диагностике рака, в мониторинге нейродегенеративных заболеваний в реальном времени, а также в работах по точной доставка лекарств.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации