Một nhóm các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm nghiên cứu của Đức Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) phối hợp với các nhà nghiên cứu từ trường Đại học Monash Australia, đã tìm ra phương pháp tăng cường tính ổn định và khả năng tương thích sinh học của các hạt nano chuyển tải ánh sáng đặc biệt. Nhóm nghiên cứu đã phát triển hạt nano "tăng cường" không chỉ có khả năng chuyển đổi ánh sáng hồng ngoại thành ánh sáng cực tím nhìn thấy mà còn có thể hòa tan trong nước, duy trì trạng thái ổn định trong dịch cơ thể phức tạp như huyết thanh, và có thể được sử dụng để lưu trữ thuốc. Đây là một công cụ có khả năng hỗ trợ bệnh nhân hiệu quả hơn đáng kể trong cuộc chiến chống ung thư. Bài báo về nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Angewandte Chemie.
Hạt nano là những cấu trúc nhỏ với kích thước nhỏ hơn 100 nanomet, nhỏ hơn khoảng 500 đến 1000 lần so với độ dày của tóc người. Loại vật liệu này đang càng ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng y sinh học. Nếu được trang bị các tính chất thích hợp, chúng có thể tiếp cận gần như tất cả các mô trong cơ thể con người thông qua đường máu - trở thành các đầu dò cơ thể có cấu tạo hoàn hảo.
Từ nhiều năm nay, người ta đã biết rằng, về cơ bản, sự phân bố của các hạt nano trong cơ thể được xác định bởi kích thước và tính chất bề mặt của chúng. Nhóm nghiên cứu tại Viện nghiên cứu ung thư dược phẩm của HZDR cho biết: Vật liệu nano tăng cường rất được quan tâm trong mảng hình ảnh y sinh. Khi được kích thích bằng ánh sáng hồng ngoại, chúng có thể phát ra tín hiệu màu xanh dương, xanh lá cây hoặc đỏ. Nếu chúng ta thành công trong việc điều hướng các đầu dò nano đến các mô bị bệnh, công nghệ này sẽ trở nên rất hữu ích cho việc chẩn đoán ung thư.
Tuy nhiên, những bộ chuyển đổi ánh sáng này có độ hòa tan kém trong nước hoặc chất dịch mô, trong khi, đây là tính chất rất cần thiết khi sử dụng chúng trong chẩn đoán hoặc điều trị. Đối với nhóm HZDR, đây không phải là một trở ngại mà là một thách thức: Chúng tôi đã sử dụng một hỗn hợp polymer đặc biệt để bao phủ các hạt. Lớp bọc ngoài này làm cho các hạt nano chuyển tải ánh sáng trở nên tương thích sinh học. Nhà nghiên cứu sinh học, TS Kristof Zarschler cho biết thêm: Các chất biến đổi đã có thể hòa tan trong nước và thậm chí có điện tích bề mặt trung tính. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng lớp bọc mới này gần như có thể ngăn chặn hoàn toàn các chất của cơ thể (có trong huyết thanh) bám vào các hạt nano. Nói cách khác, các hạt nano đang được khoác chiếc áo choàng tàng hình. Chúng tôi tin rằng điều này sẽ giúp hạt nano tránh bị các thực bào của hệ miễn dịch phát hiện và loại bỏ.
Để giữ cho các đầu dò nano mới ổn định trong nhiều tuần trong môi trường sinh học phức tạp, các nhà khoa học liên kết quang học các thành phần của lớp vỏ bảo vệ với nhau: Chúng tôi chỉ chiếu xạ các hạt nano bằng ánh sáng tia cực tím, tạo ra các liên kết bổ sung giữa các thành phần phân tử cấu thành lớp vỏ bảo vệ - giống như khâu nối các mảnh áo choàng tàng hình bằng ánh sáng. Lớp vỏ bọc chỉ dày vài nanomet, thậm chí có thể được sử dụng để bọc các chất khác, ví dụ như thuốc ung thư, sau đó, thuốc sẽ được giải phóng trong khối u và phá hủy nó.
Nguồn: Vista