木虱有很多名字:roly-poly,药丸虫,土豆虫,番茄虫,屠夫男孩,俗气鲍勃和小猪,仅举几例。它最出名的是搅拌时收缩成球。这种甲壳类动物(是的,它是一种甲壳类动物,而不是昆虫)由于其特殊的消化器官(称为肝胰腺)在金属污染严重的地区茁壮成长,可以储存和排出不需要的金属。
金属纳米颗粒在工业和研究工厂中很常见。但是,它们会渗入周围环境。目前,人们对金属纳米颗粒对附近生物的毒性知之甚少,因为检测金属纳米颗粒,特别是金,需要微观3D成像,而这在现场无法完成。
英国卡迪夫大学的研究人员引入了一种新的成像方法来检测木虱中的金纳米颗粒。有了关于生物体内金纳米颗粒的数量、位置和影响的信息,科学家们可以更好地了解其他金属可能对自然界产生的潜在危害。
文章“多细胞器官内小金纳米颗粒的无背景四波混合显微镜”由Iestyn Pope,Nuno G.C. Ferreira,Peter Kille,Wolfgang Langbein和Paola Borri撰写。它将出现在11年2023月<>日的《应用物理快报》上。
“金纳米颗粒由于其生物相容性和光稳定性而被广泛用于生物研究应用,并且有多种形状和尺寸可供选择,”作者Wolfgang Langbein说。“通过使用通常不会出现在木虱饮食中的金纳米颗粒,我们可以研究纳米颗粒在复杂生物系统中的旅程。
研究人员开发了一种称为四波混合显微镜的成像方法,该方法闪烁金纳米颗粒吸收的光。光再次闪烁,随后的散射揭示了纳米颗粒的位置。使用这种最先进的技术,他们在3D细胞环境中定位单个金纳米颗粒。
“通过精确定位木虱肝胰腺中单个金纳米颗粒的命运,我们可以更好地了解这些生物如何隔离和响应从环境中摄入的金属,”Langbein说。“在这些生物体内追踪这种金属是进一步研究的第一步,例如,确定黄金是否在特定细胞内收集,或者它是否会干扰高剂量的新陈代谢。
金纳米颗粒在医疗设备中的使用正在增加,随之而来的是它们在环境中的丰度。这种成像技术将阐明木虱肝胰腺中鲜为人知的机制,还将提供有用的环境监测。
未来,无背景四波混合显微镜可用于检测其他金属纳米颗粒,并可能应用于鱼类幼虫甚至人类细胞培养物等生物。