美国化学学会 小瓶中的有机纳米粒子将不可见的近红外光转化为强烈的蓝光，人眼很容易看到
信用:韩刚 以具有超能力的英雄为主角的电影，如飞行、x光透视或非凡力量，风靡一时
虽然这些受欢迎的角色只是幻想，但科学家已经使用纳米粒子赋予普通老鼠一种真正的超能力:看到近红外光的能力
今天，科学家报告了这些纳米粒子版本的进展，有朝一日这些纳米粒子可以给人类带来内置的夜视能力
研究人员将在美国化学学会2019年秋季全国会议暨博览会上展示他们的成果
“当我们观察宇宙时，我们只看到可见光，”韩刚博士说
D
，项目的首席研究员，在会议上介绍工作
“但是如果我们有近红外视觉，我们可以用一种全新的方式观察宇宙
我们也许能够用肉眼进行红外天文，或者不用笨重的设备就能进行夜视
" 人类和其他哺乳动物的眼睛可以探测波长在400到700纳米之间的光
另一方面，近红外光的波长更长——从750纳米到1
4微米
热成像相机可以通过检测生物体或物体发出的近红外辐射来帮助人们在黑暗中观察，但这些设备通常体积庞大且不方便
韩和他的同事们想知道是否可以通过向老鼠的眼睛中注入一种叫做上转换纳米粒子的特殊类型的纳米材料来给老鼠提供近红外视觉
这些纳米粒子含有稀土元素铒和镱，可以将近红外光的低能光子转化为哺乳动物眼睛能看到的高能绿光
在今年早些时候发表的工作中，麻省大学医学院的研究人员通过附着一种与感光器表面的糖分子结合的蛋白质，将UCNPs靶向小鼠眼睛的感光器
然后，他们在小鼠的视网膜后面注射了结合光感受器的神经细胞
为了确定被注射的老鼠是否能看见和在精神上处理近红外光，研究小组进行了几项生理和行为测试
例如，在一项测试中，研究人员将老鼠放入一个Y形水箱中
水箱的一个分支有一个平台，老鼠可以爬上来逃离水
研究人员训练老鼠向三角形的可见光游去，这标志着逃跑路线
一个同样明亮的圆圈标示着没有平台的树枝
然后，研究人员用近红外光代替可见光
“注射了粒子的老鼠每次都能清楚地看到三角形并游向它，但是没有注射粒子的老鼠看不到或分辨不出这两种形状的区别，”韩说
尽管UCNPs在小鼠眼中至少持续了10周，并且没有引起任何明显的副作用，但韩希望在他考虑在人类身上试验之前提高纳米材料的安全性和敏感性
韩说:“我们发表的论文中的碳纳米粒子是无机的，存在一些缺点。”
“生物相容性还不完全清楚，我们需要提高人类使用的纳米粒子的亮度
“现在，研究小组正在用两种有机染料代替稀土元素来做铀纳米粒子的实验
“我们已经表明，我们可以制造出比无机发光材料亮度更高的有机发光二极管，”他说
这些有机纳米粒子可以发出绿光或蓝光
除了具有改进的性能之外，有机染料还可以具有较少的监管障碍
该项目的下一步可能是将这项技术转化为人类最好的朋友
“如果我们有一只可以看到近红外光的超级狗，我们就可以从远处将图案投射到违法者的身体上，狗就可以在不打扰其他人的情况下抓住他们，”韩说
抛开超级英雄的力量不谈，这项技术还可以有重要的医学应用，比如治疗眼睛疾病
“我们实际上正在研究如何利用近红外光，从光感受器特异性的神经传导点释放药物，”韩说
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