马萨诸塞大学医学院(UMMS)的研究人员已经成功地开发了发光纳米晶体，可以促进非破坏性生物成像技术的发展。这些纳米晶体可把持续发光的纳米粒子应用于临床和实验室研究中的生物成像。这将能够评估动物和人体的功能和结构的生物学过程。

与目前使用的其他体内光学成像探测技术相比，新的纳米晶体演示一个特殊的信噪比，与目前使用的其他体内光学成像探测技术相比。

成像过程中，它们不需要任何激发源，比如光，并且现有成像系统可以直接用于检测这些纳米颗粒。

在激发源关闭后，能够持续发光几分钟、几小时甚至一天的材料被认为具有持续发光能力。人类已使用持续发光材料长达1000多年的时间。它们通常用于发光油漆、钟表、电子显示屏、交通标志、纺织印刷和应急指示牌。

“超细发光磷在医学和科学领域发挥着越来越重要的作用。我们所采用的微小近红外持续发光纳米粒子的制备方法是开创性的，结合了它们的优越性能和发光可再生性。为开发新一代医学影像诊断和治疗技术提供机会，以及光子学和生物光子学领域的应用。”生物化学和分子药理学助理教授和这项研究的首席研究员Gang Han博士说。

类似的持续发光纳米粒子可用于安全成像，生物医学研究者正在探索将粒子注入活体组织。当现有的成像技术，包括X射线成像、超声成像、磁共振成像(MRI)，正电子发射断层扫描术(PET)，电子断层扫描(ET)，光学相干断层扫描(OCT)和微型电脑断层扫描(微CT)可以使用持续发光材料，这将可能显著提高医生和生物医学研究者的诊断能力。

目前制备这些发光粒子的方法很复杂。它们需要极端高温退火(> 1000°C)和复杂的物理过程，使让很大的基体晶体转变成纳米粒子。，然后在溶液中会迅速团聚，通常会制备出的不均匀粒子，尺寸太大而的就不能用于生物组织，因为可能会干扰细胞系统并造成伤害。

Han博士和他的团队利用一种新的制备方法，并且称制备的纳米晶体为“发光的珍珠”。Han博士用中国七仙女的故事命名这些纳米晶体。在神话故事中，白天阳光被储存在明亮的珍珠中，珍珠被释放“来编织黎明玫瑰色的云。”

“这张图像特别贴切，因为论文中描述的方法用来制备近红外发光纳米粒子，这些粒子实际上可再生发光，”Han博士说。

在这项研究中，利用新的水制备方法，涉及到一种合适的化学方法来生成均匀超细纳米颗粒，尺寸与蛋白质大小相近。利用水热反应，物质之间的化学反应在密封的水溶液中进行，制备出锌-镓-铬纳米颗粒。制备可持续近红外发光均匀超细纳米粒子的秘密在于锌和镓的摩尔比率。

在被注入活鼠之前，即使短暂LED光照，“发光的珍珠”都可以提供生动的图像，甚至是深层组织的图像。然而，三十分钟后信号逐渐地下降，可在任何时间多次重新激活。此外，水热法合成的纳米颗粒显示了良好的稳定性。另外，这些纳米颗粒被注入后，它们仍然可以持续发光一个月。

“这些水热法合成的纳米晶体很可能更小且更亮，与类似的材料相比，因为它们有更少的缺陷和更多规则形状和完整的晶面。它们也可以被重复利用到深层组织，并有可能被直接用于商用成像系统。”Han博士说。

这项研究已经发表在《美国化学学会》杂志。

新材料在线编译整理——翻译：Grubby    校正：摩天轮