ابتكر كيميائيون من روسيا مادة تسمح برؤية الأنسجة العميقة تحت الجلد

في التشخيص الطبي، يتم استخدام الجسيمات النانوية المضيئة بشكل متزايد لمراقبة الأنسجة الحية في الوقت الحقيقي. إنها تمتص ضوء الأشعة تحت الحمراء، واستجابة له، تنبعث منها ضوء مرئي. وعلى الرغم من أن هذا الضوء من تحت الجلد لا يمكن رؤيته بالعين المجردة، إلا أنه يمكن اكتشافه بواسطة أجهزة كشف خاصة. وبمساعدتهم، من خلال وهج الجسيمات النانوية، يستطيع الطبيب تتبع حركة الدواء إلى الورم، وتحديد حدود الورم وتقييم كيفية عمل عضو معين. ومع ذلك، فإن المواد التي تُصنع منها هذه الجسيمات النانوية حاليًا يصعب تصنيعها ويتم تدميرها عن طريق التعرض لفترة طويلة للضوء. ولهذا السبب، لا يمكن استخدامها لإجراء ملاحظات طويلة المدى، على سبيل المثال، لتتبع حركة الأدوية في جميع أنحاء الجسم. بالإضافة إلى ذلك، فإن المواد الموجودة تتوهج فقط استجابة للأطوال الموجية (حوالي 980 نانومتر) التي لا تسمح لنا بالنظر بعمق كافٍ في الأنسجة (الأعضاء العميقة تحت الجلد) دون الإضرار بها. ولذلك، يبحث العلماء عن مواد جديدة أكثر استقرارًا وأمانًا للجسيمات النانوية المضيئة. كيميائيون من معهد الكيمياء غير العضوية الذي يحمل اسم أ.ف. قام نيكولاييف إس بي راس (نوفوسيبيرسك) وزملاؤه بتصنيع مادة تنبعث منها توهجًا ساطعًا في النطاق المرئي استجابةً للأشعة تحت الحمراء بطول موجة يبلغ 1960 نانومترًا، والتي تخترق الجسم بعمق. ونشرت نتائج الدراسة، المدعومة بمنحة من مؤسسة العلوم الروسية (RSF)، في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية. اتخذ الباحثون إطارًا معدنيًا عضويًا – وهو بنية معقدة من أيونات المعادن والجزيئات العضوية – كأساس للمركب الجديد. قام العلماء بتركيب إطار باستخدام أيونات الإيتربيوم والتيربيوم والأوروبيوم. لم يتم اختيار هذه المعادن عن طريق الصدفة: كان الإيتربيوم بمثابة “هوائي” يلتقط ضوء الأشعة تحت الحمراء وينقل طاقته إلى أيونات التيربيوم. وهذا بدوره أعطى توهجًا أخضر ساطعًا. بالإضافة إلى ذلك، تم بعد ذلك نقل بعض الطاقة من التيربيوم إلى اليوروبيوم، الذي توهج باللون الأحمر. هذا جعل من الممكن توسيع نطاق الإشعاع المتاح من اللون الأخضر النقي إلى ظلال أخرى. توهج جزيئات الإطار الناتج في معدة الزرد / © Xiaolin Yu et al. / مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، 2026 اختبر المؤلفون المادة الجديدة عن طريق حقن جزيئات دقيقة في معدة سمك الزرد المستخدمة عادة في التجارب. وأظهرت التجربة أن المركب غير سام للكائنات الحية ويعمل بنجاح في وضعين. توهجت الجزيئات بشكل مشرق تحت تأثير كل من الأشعة تحت الحمراء القياسية بطول موجة يبلغ 980 نانومتر، ونطاق لم يكن من الممكن الوصول إليه سابقًا حتى بالنسبة للمواد الأخرى – 1960 نانومتر. هذا الأخير قادر على اختراق الأنسجة الحية إلى أعماق كبيرة، وبفضل توهج الاستجابة الساطعة للجسيمات النانوية الجديدة، يمكن استخدامه في التشخيص الطبي المتقدم. “لقد تمكنا من التغلب على العديد من القيود المفروضة على المواد التناظرية في وقت واحد. أولاً، الاتصال الجديد أكثر استقرارًا ويمكنه تحمل الإشعاع الشديد دون فقدان السطوع. ثانيًا، يتيح لك الجمع بين ثلاثة معادن – الإيتربيوم والتيربيوم واليوربيوم – ضبط لون التوهج بمرونة عن طريق تغيير نسبتها ببساطة. وأخيرًا، يمكن للمواد الناتجة أن تعمل بفعالية عند تشعيعها بالضوء بطول موجة يبلغ 1960 نانومتر، مما يوسع من قدرتها على الاستخدام في المجال الطبي”. يقول رئيس المشروع، المدعوم بمنحة من مؤسسة العلوم الروسية، أندريه بوتابوف، دكتور في العلوم الكيميائية، كبير الباحثين في مختبر بوليمرات التنسيق المعدني العضوي في معهد الكيمياء غير العضوية الذي يحمل اسم A.V. نيكولاييف إس بي راس. المؤلفان الأولان للمقالة بجانب الجهاز الذي تم إجراء البحث عليه / © Andrey Potapov / معهد الكيمياء غير العضوية الذي يحمل اسم A.V. نيكولاييف إس بي راس. شملت الدراسة موظفين من جامعة ITMO (سانت بطرسبرغ)، وجامعة سانت بطرسبرغ الحكومية للكيميائيات والصيدلة (سانت بطرسبورغ)، وجامعة سانت بطرسبرغ الحكومية لطب الأطفال (سانت بطرسبورغ)، والمركز العلمي الوطني لعلم الأحياء البحرية الذي يحمل اسم AV Zhirmunsky فرع الشرق الأقصى للأكاديمية الروسية للعلوم (فلاديفوستوك)، وجامعة داليان للفنون التطبيقية (الصين)، وجامعة شنغهاي (الصين) وجامعة أوزبكستان الجديدة (أوزبكستان).