照亮道路：活化的金纳米粒子如何揭示体内的药物运动

由于当前成像技术的局限性，跟踪靶向药物输送通常是一个挑战。东京早稻田大学最近的一项研究报告了一种突破性的成像技术，可以直接和高度灵敏地追踪体内的金纳米粒子（AuNPs）。这项利用金中子活化的新技术，可以在没有外部示踪剂的情况下实时可视化金纳米颗粒，从而彻底改变癌症药物输送

金纳米粒子（AuNP）是1-100纳米的微小金粒子，具有独特的化学和生物特性。由于它们在肿瘤中积累的潜力，这些纳米颗粒已成为癌症治疗和靶向药物递送的有前途的药物载体。然而，追踪这些纳米粒子在体内的运动一直是一个重大挑战。传统的成像方法通常涉及荧光染料和放射性同位素等示踪剂，由于与金纳米粒子分离，这些示踪剂的可视化程度有限，结果不准确

早稻田大学的研究人员介绍了一种新的成像技术，该技术利用中子活化将稳定的金转化为金的放射性同位素，并能够长期跟踪体内的金纳米粒子，从而推进了金纳米粒子的成像

该研究由早稻田大学高级科学与工程研究生院博士生Nanase Koshikawa和早稻田大学科学与工程学院教授Jun Kataoka与大阪大学和京都大学合作领导。这项研究的结果发表在《应用物理快报》上

Koshikawa解释说：“传统的成像方法涉及外部示踪剂，这些示踪剂在循环过程中可能会分离。”。“为了克服这一局限性，我们直接改变了金纳米粒子，使其在不使用外部示踪剂的情况下通过X射线和伽马射线可检测到。”

为了激活金纳米粒子，研究人员用中子照射稳定的金纳米颗粒，将稳定的（197Au）转化为放射性（198Au）。放射性198Au发射伽马射线，可从体外检测到。Kataoka教授解释了中子活化，他说：“通过粒子照射激活原子是一种直接改变材料的技术。改变的元素有时是不稳定的，会发射X射线和伽马射线，使材料从体外可见。这不会改变原子序数，因此元素的化学性质得以保留。”

研究人员通过将这些放射性AuNP注射到荷瘤小鼠体内并使用特殊的成像系统对其进行可视化，进一步证实了对这些放射性AuNPs的追踪

此外，该研究证明了211AtAtAt给药的成像技术，211AtAt是一种用于靶向癌症治疗的放射治疗药物。211AtAt发射α粒子和X射线，由于半衰期较短，其可检测时间较短。研究人员用放射性AuNP标记211AtAt，形成211AtAt标记的（198Au）AuNP。由于198Au的半衰期较长（2.7天），这种方法提供了药物的长期成像，克服了211AtAt半衰期短的局限性

“211AtAt的半衰期仅为7.2小时，因此其发射的X射线在2天内消失，但通过（198Au）AuNPs标记，我们能够使用¹的伽马射线追踪药物的分布长达5天⁹⁸Au，半衰期更长，为2.7天，”合著者、大阪大学放射科学研究所的Atsushi Toyoshima说。

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这项研究代表了靶向药物递送领域的突破，并可能导致药物递送系统的重大进步。直接跟踪体内的AuNPs可以为更有效的癌症治疗铺平道路，并精确监测药物分配。该研究还可以为实时药代动力学研究开辟新的可能性，确保提高药物安全性和疗效。

“正在积极研究AuNP的医学应用，”合著者、大阪大学放射科学研究所的Hiroki Kato解释道我们开发了一种简单且可扩展的技术来跟踪金纳米颗粒，这可以显著推进纳米医学的发展，同时推动金基纳米材料的优化。“

在反思他们的计划时，合著者、大阪大学辐射科学研究所助理教授Yuichiro Kadonaga分享了他的观点，他说：”我们计划提高成像分辨率，并将这项技术扩展到各种基于纳米粒子的系统。通过进一步完善中子活化成像，我们的目标是使药物监测成为临床现实，从而可能彻底改变成像技术领域。p