新型螢光奈米材料：螢光奈米鑽石

螢光奈米鑽石(fluorescent nanodiamond, FND)是奈米級的碳結構，它是奈米碳材料(nanocarbon)家族的新成員。由於它的生物毒性低，因此非常適合生物技術及生物醫學方面的應用。最近，中央研究院原子與分子研究所的張煥正博士及其合作者使用此新穎的奈米材料，對秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)這種常做為研究模型的生物，進行長時間活體的生物顯影觀測，並探討螢光奈米鑽石和線蟲間的相互作用。

該研究團隊首先設法讓螢光奈米鑽石進入線蟲的體內，他們的作法是分別以餵食(feeding)或微注射(microinjection)的方式，將螢光奈米鑽石導入線蟲體內。透過餵食，研究人員發現螢光奈米鑽石會停留在線蟲的消化道(intestinal lumen)中，但是當螢光奈米鑽石的表面修飾上生物分子，如一些醣類分子(dextran)或蛋白質分子(bovine serum albumin) 之後，修飾過的鑽石顆粒會被消化道細胞所吸收。該團隊也發現，透過微注射的方式將螢光奈米鑽石懸浮溶液打入線蟲的生殖腺(gonad)時，螢光奈米鑽石會均勻的分佈在線蟲的胚胎之中，而且停留在新孵化出的幼蟲體內，此幼蟲最後能發育成正常的成蟲。

此外，該團隊也做了許多螢光奈米鑽石對線蟲的毒性測試分析，包括測量壽命、生殖能力以及有無氧化壓力(oxidative stress)的反應。所有的結果都顯示螢光奈米鑽石的化學性質安定、沒有毒性、也不會對線蟲產生任何的氧化壓力。

螢光奈米鑽石由於不具生物毒性、螢光亮度高而且光學性質非常穩定，因此能夠作到染料分子或螢光蛋白質很難勝任的事情，例如標記並連續觀測線蟲整個消化系統數天、長期追蹤細胞，以及觀測線蟲生長發育的過程等，因此在眾多奈米材料之中逐漸受到重視。這項研究的相關論文已發表在Nano Letters的線上期刊，詳見DOI: 10.1021/nl1021909。