《基于纳米LiLuF4:Ce3+闪烁体的X射线控制过氧化亚硝酸盐的产生及其在放射增感中的应用》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2018-09-12
  • 过氧亚硝基(ONOO−),反应产物来源于一氧化氮(NO)和超氧化物(O2−•),是一种有效的氧化和硝化剂,调节复杂的生物过程,促进细胞死亡。因此,可以预期,生产过剩的ONOO−在肿瘤可以在癌症治疗是一种有效的方法。,一个多功能X射线检测控制ONOO−生成平台基于闪烁的纳米颗粒(SCNPs)和紫外检测响应没有报道捐助者Roussin黑盐,因此他们的应用程序的机制提高放射治疗的治疗效果。归因于辐射发光,高X射线检测SCNPs的吸收特性,纳米复合材料可以生产没有和O2−•同时兴奋时,X射线辐照。这样的同步版本没有和O2−•确保有效X射线检测控制代ONOO−在肿瘤。同时,X射线作为激发源的应用可以在纳米治疗平台上获得更好的穿透深度和诱导放疗。地理发现X射线检测控制ONOO−必经一代平台可以有效地提高放射治疗效率通过直接破坏DNA,DNA修复酶应承担的表达下调表达,在放射治疗和克服缺氧相关的抵抗。因此,这个基于SCNP检测平台可能提供一种新的组合战略ONOO−改善癌症治疗和放疗。

    ——文章发布于2018年9月10日

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    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2022-03-14
    • 麻省理工学院(MIT)的研究人员已经证明,闪烁体是一种在高能粒子或x射线轰击下发光的材料,通过改变它们的表面并创建纳米级结构,如波浪状脊线阵列,其性能至少可以提高10倍,甚至提高100倍。这项工作有可能大大减少产生图像所需的辐射量。相关研究发表在《Science》上。 闪烁体通常用于医疗或牙科 X 射线系统,将入射的 X 射线辐射转换为可见光,然后使用胶片或光电传感器捕获。它们还用于夜视系统和研究环境中,例如粒子探测器或电子显微镜。 虽然以前开发更高效闪烁体的尝试主要集中在寻找产生更亮或更快光发射的新材料上,但研究团队采用的方法原则上可以与任何现有材料一起使用。通过在闪烁体材料中创建与发出的光波长相近尺度的图案,研究人员发现,这有可能显着改变材料的光学特性。 图注 麻省理工学院的研究人员展示了如何通过改变材料的表面,将闪烁体的效率提高至少十倍。 此图像显示透明胶带上的 TEM 网格,右侧显示校正后的场景 根据博士生Charles Roques Carmes的说法,为了制造他们所说的“纳米光子闪烁体”,人们可以直接在闪烁体内制作图案,或者将图案粘在另一种具有纳米级孔的材料上,具体取决于确切的结构和材料。在这种情况下,研究小组使用闪烁体,制作了间距约为一个光学波长(约500 nm)的孔。 博士生Nicholas Rivera说:“我们正在做的事情的关键是我们已经开发出一个通用的理论和框架。”。这使得研究人员能够计算任何任意配置的纳米光子结构所产生的闪烁水平。闪烁过程本身涉及一系列复杂的步骤,因此很难解开。Roques Carmes说,该团队开发的框架包括整合三种不同类型的物理。使用这个系统,他们发现预测和随后的实验结果能很好地吻合。实验表明,经过处理的闪烁体的发射性能提高了10倍。 这项研究将可能在医学成像领域得到应用,因为医学成像缺乏光学光子,这意味着将x射线转换为光学光会限制图像质量。 Roques-Carmes 说: 他和他的团队相信,这项工作将为纳米光子学开辟一个新的研究领域。你可以利用在纳米光子学领域已经完成的大量现有工作和研究,显著改善现有闪烁材料。 没有参与这项研究的麻省理工学院(MIT)教授Marin Soljacic说,虽然实验表明,发射性能提高了10倍,但对纳米尺度的设计进行微调可能会使这一性能提高100倍。他和他的团队相信,在这一点之外,还有改进的潜力。Soljacic说,在纳米光子学的其他领域,计算模拟的发展已经实现了快速、实质性的改进,例如太阳能电池和LED的发展。他说,该团队为闪烁材料开发的新模型可以促进这项技术的类似飞跃。 Soljacic认为,纳米光子学在很大程度上控制了光的行为。“但直到现在,这种用闪烁来实现这一点是不可能实现的,因为对闪烁进行建模是非常具有挑战性的。现在,这项工作首次打开了闪烁的这个领域,为纳米光子学技术的应用完全打开了大门。” 更一般地说,该团队认为纳米光子晶体和闪烁体的结合可能最终实现更高的分辨率、更低的x射线剂量以及能量分辨率的x射线成像。加利福尼亚大学电气工程与计算机科学教授Eli Yablonovitch也对这项研究发表了评论。Yablonovitch 强调了新闪烁体概念在医学成像和基础研究中的重要性。 Yablonovitch 说:“经过多年在光通信和其他领域对光子晶体的研究,光子晶体应用于闪烁体早就应该了,而闪烁体具有重要的实际意义,但却一直被忽视。”。他指出,这一概念尚未在实际设备中得到验证。 这项工作部分得到了美国陆军研究办公室,士兵纳米技术研究所,美国空军科学研究办公室,以及Mathworks工程奖学金的支持。
  • 《使用荧光素-硼酸检测细胞衍生的过氧亚硝酸盐》

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    • 编译者:李永洁2
    • 发布时间:2016-09-19
    • 在生物系统中过氧化亚硝酸盐(ONOO- / ONOOH)的特异性和灵敏的检测是一个很大的挑战,因为其对生物分子的几个高反应性。在此,我们验证了使用荧光素硼酸(FL-B)的作为用于在两个不同的细胞模型生物体关联的条件下直接检测过氧亚硝酸盐的一个高度敏感的荧光探针的优点。 FL-B的合成通过用高纯度(> 99%)和总产率(?42%)非常简单的两步转换的合成路线获得。进行FL-B与有关生物氧化剂包括过氧化氢(H2O2),次氯酸(次氯酸)和过氧亚硝酸盐的反应性的分析。对过氧亚硝酸盐与FL-B中的反应速率常数为1.7×10 6 M-1-1,一百万次以上为过氧化氢测定的速率常数快(K = 1.7 M-1S-1)和2700次比次氯酸快(6.2 ×102 M-1S-1),在37℃和pH 7.4。 FL-B与过氧亚硝酸盐的反应甚至在生理浓度的CO 2,一公知的过氧化亚硝酸盐的反应物的存在是显著。实验和模拟的动力学分析证实,FL-B的主氧化处理经由直接双分子反应发生与过氧亚硝酸盐本身,而不是与过氧亚硝酸盐衍生自由基。 FL-B已成功应用于检测endogenously-的由内皮细胞和巨噬细胞,phagocyted寄生虫产生的过氧亚硝酸盐。此外,所生成的数据允许推定的过氧亚硝酸盐的实际细胞内通量。 FL-B的显示不被在浓度有毒高达1毫米24小时。 FL-B的显示出比香豆素硼酸更敏感,由于较高的摩尔吸光系数和量子产率。