Onderzoekers in China hebben minuscule nanokristallen ontwikkeld die kunnen worden gebruikt in de volgende generatie medische beeldvormingstechnologieën om kankercellen te verlichten. In een studie gepubliceerd in het eerste nummer van het tijdschrift Toegepaste materialen vandaag , een nieuwe snelle, alleen online publicatie, het team van onderzoekers beschrijft hoe ze deze films maken die gebaseerd zijn op de zware metalen lanthaan en europium.

Dr. Yaping Du van de Xi'an Jiaotong Universiteit, China, en collega's hebben een manier ontwikkeld om hoogwaardige nanokristallen van lanthanide-oxybromiden te maken, waar het lanthanidemetaal lanthaan kan zijn, europium, gadolinium of terbium. Ze produceren de materialen door een gemakkelijk verkrijgbaar voorlopermateriaal te verwarmen, waardoor ze ook drievoudig geladen europium-ionen kunnen opnemen, Eu3+, als "doteringsmiddelen" in een van de LaOBr-nanokristallen.

In het onderzoeksteam legt het team uit dat hun proces hen in staat stelt om de exacte grootte en vorm van de nanokristallen zeer nauwkeurig te regelen en dit stelt hen in staat om de kleur van het licht dat deze materialen produceren te verfijnen wanneer ze worden gestimuleerd met ultraviolet licht of elektriciteit. Hun tests met transmissie-elektronenmicroscopie op de nanokristallen, die zich vormen als ultradunne films, platen en kleine deeltjes, de gewenste kwaliteit en uniformiteit zichtbaar maken. Röntgenkristallografie en ultravioletspectroscopie leveren aanvullend gedetailleerd bewijs over de interne structuur van de nanokristallen op atomair niveau.

Nadat ze de chemische en fysische details over de nanokristallen hadden vastgesteld, het team testte vervolgens de deeltjes als "kleuringsmiddelen" op een weefselmonster met leverkankercellen dat op een microscoopglaasje werd gehouden. Ze ontdekten dat deze zieke cellen de nanokristallen konden opnemen, overwegende dat gezonde cellen dat niet doen; ze "vlekken" bij voorkeur de kankercellen, die duidelijk te zien zijn onder de microscoop door hun heldere luminescentie. Een dergelijke targeting en gemakkelijke identificatie van kankercellen zou oncologen in staat kunnen stellen zelfs kleine aantallen zieke cellen in een biopsiemonster te herkennen.

Het team suggereert ook dat de heldere luminescentie van hun lanthanide-oxybromiden ook kan worden gebruikt in energiezuinige verlichtingstoepassingen als alternatief voor compacte fluorescentielampen en light emitting diodes (LED's).

"De door Du et al gerapporteerde resultaten kunnen een aanzienlijke impact hebben op het gebied van nanomaterialen voor medische beeldvorming en verlichting, " zegt Prof Manish Chhowalla van de Rutgers University, en hoofdredacteur van Toegepaste materialen vandaag . "We zijn blij dat de auteurs hebben gekozen voor Toegepaste materialen vandaag om hun werk te publiceren; sinds de lancering enkele maanden geleden heeft het tijdschrift artikelen van zeer hoge kwaliteit ontvangen voor beoordeling en ik hoop dat deze trend zich voortzet."