(PhysOrg.com) -- Een team van onderzoekers, onder leiding van Macquarie University universitair hoofddocent James Rabeau, hebben ontdekt dat de eigenschappen van licht dat wordt uitgestraald door kleine geïsoleerde nanodiamanten totaal anders zijn dan hun grotere verwanten.

De ontdekking kan de weg vrijmaken voor de toekomstige ontwikkeling van nauwkeurigere bio-imaging-technieken die worden gebruikt om complexe biologische processen te diagnosticeren en te volgen.

Het onderzoek, uitgevoerd door een team met wetenschappers van Macquarie, de ANU, CSIRO en de Universiteit van Queensland, werd gepubliceerd in het prestigieuze internationale tijdschrift, Natuur Nanotechnologie , vandaag.

Voor de eerste keer, de wetenschappers konden visualiseren dat een enkel knipperend lichtsignaal werd uitgezonden door een enkele geïsoleerde nano-diamant, zei Rabeau.

"We ontdekten dat de eigenschappen van het licht in deze nanodiamanten significant verschillen van die van grotere diamanten en dit is een belangrijke wetenschappelijke aanwijzing over hoe het licht verandert, afhankelijk van de grootte van het kristal, " hij zei.

“In grotere diamanten, het is bekend dat de lichtemissie of fluorescentie stabiel blijft, in wezen immuun voor aan en uit knipperen. Maar we ontdekten dat wanneer de atomen gevangen zitten in nanodiamanten die veel kleiner zijn, ze beginnen zich een beetje anders te gedragen.”

Rabeau en zijn team toonden ook aan dat het onregelmatige fluorescentiegedrag kon worden omgekeerd door de diamanten in een polymeermantel in te kapselen.

Rabeau zei dat dit een grote stap is in het ontwikkelen van bestaande ideeën over het gebruik van nanodiamanten voor bio-imaging, en kan inderdaad nieuwe technologieën inluiden die het gebruik van het knipperende optische kenmerk uitbuiten. Wanneer gehecht aan een biologisch molecuul, als een eiwit, een licht dat wordt uitgezonden door een nano-diamant kan wetenschappers in staat stellen nauwkeuriger te volgen waar het in het lichaam reist.

Eiwitten zijn op zichzelf in wezen onzichtbaar, maar door heldere sondes zoals nanodiamanten te bevestigen, het is mogelijk om te zien waar ze zijn en waar ze naartoe reizen. Bestaande technieken maken gebruik van andere soorten 'fluorescerende sondes' in biomedische beeldvorming, maar ze kunnen vaak doven of donker worden en kunnen giftig zijn in een levend lichaam, zei Rabeau.

De kleine synthetisch geproduceerde diamanten zijn ongeveer vijf nanometer groot en meer dan duizend keer kleiner dan de breedte van een mensenhaar. Rabeau en zijn team, samen met tal van andere groepen over de hele wereld, geloven dat nanodiamanten het potentieel hebben om effectief te worden gebruikt in een biologische omgeving als lage toxiciteit en stabiele luminescente sondes. Het produceren van deze diamanten, die fluorescerend zijn en nu klein genoeg om biologische processen niet te verstoren, is een grote stap in de richting van praktische biomedische beeldvorming met behulp van nanodiamanten.