Ученые создали светящиеся кристаллы для визуализации внутренних процессов живых организмов в инфракрасном диапазоне

Сотрудники Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН совместно с международной командой разработали металлоорганические каркасы на основе лантаноидов, которые светятся под воздействием инфракрасного лазера.

Медицина будущего требует инструментов, которые позволят заглянуть внутрь живого организма без вреда для него. Ученые Национального научного центра морской биологии имени А.В. Жирмунского ДВО РАН в составе международной команды создали кристаллы, способные на это.

Разработанные металлоорганические каркасы на основе лантаноидов — редкоземельных металлов — представляют собой идеально упорядоченные кристаллы. Когда на них попадает невидимый инфракрасный лазер, они начинают светиться ярко-зеленым или красным светом.

Ключевое преимущество разработки — в отличие от традиционных наночастиц, эти кристаллы не разрушаются в воде, не токсичны и могут быть точно настроены на нужный цвет свечения. Для этого достаточно изменить соотношение редкоземельных элементов.

Эксперименты проводились на рыбках данио-рерио, которые традиционно используются при доклинических исследованиях лекарственных препаратов. Кристаллы равномерно распределились в тканях, не вызвали токсичности и сохраняли яркое свечение даже через тело рыбы.

Потенциал разработки огромен. Она может найти применение в ранней диагностике рака, когда важно увидеть мельчайшие опухолевые очаги. Открывает возможности для мониторинга нейродегенеративных заболеваний (болезней Альцгеймера и Паркинсона) в реальном времени. А также может быть использована в системах точной доставки лекарств, когда нужно контролировать, как препарат движется к цели.