纳米技术为所有人创造一个更健康、更清洁的世界

联合国的17项可持续发展目标(sdg)旨在创造一个更美好、更可持续的世界。可持续发展目标3特别注重世界各地所有人的良好健康和福祉，并为2030年设定了13项可量化的具体目标。这些目标包括减少药物滥用和减少与道路交通有关的死亡，以及改善获得身心保健的机会。实现这13个目标需要多学科努力，包括经济、立法和社会变革，也需要科学创新，以改进我们预防、发现和治疗疾病的方式。具体目标3.3和3.4分别侧重于预防传染病和非传染性疾病造成的死亡————新技术和技术可在这些领域产生重大影响。

共轭聚合物纳米颗粒(cpn)是一种创新的高荧光分子探针，具有一系列潜在的应用，可以帮助解决当前的医疗挑战。cpn是由英国伦敦国王学院的研究实验室发明的，并由Stream Bio开发到完全商业化规模，它位于化学、生物学和物理学的界面上。它们的聚合物核心的光子特性赋予它们跨越可见光和红外光谱的强烈荧光，并且每个CPN的外壳都装饰有生物分子，可以设计成与一系列目标生物标志物结合。这些特性使cpn非常适合许多生物学应用，其中一些目前正在探索中，并有助于推动实现可持续发展目标3的目标。

横向流动诊断快速，点护理筛选

预防Covid-19等传染病和癌症或心血管疾病等非传染性疾病(分别在具体目标3.3和3.4中概述)导致的过早死亡的一个关键方面是早期诊断。通过开发快速、可靠和微创的即时诊断技术，可以加快查明疾病的进程，并使其更容易获得，从而有助于在早期阶段对患者进行诊断。这将使早期干预成为可能，并大大改善患者的预后。

侧流测试(LFTs)已经在检测各种疾病方面发挥了至关重要的作用，并因其广泛用于家庭Covid-19测试而闻名。LFTs的快速性质，加上其简单的“是/否”结果，以及不需要实验室或科学设备，使其成为理想的护理点测试。增强现有的侧流技术可以开发出更敏感、信息更丰富、更可靠的lft，可用于快速、简单地筛查从感染到心脏病发作甚至癌症等疾病。在护理点提供这些高度敏感的测试，或在家中进行自我测试，对患者更有益，并有助于提高吸收。

纳米技术可以推动环境监测、医学研究技术和许多其他领域的改进

cpn可以通过多种方式增强lft。与lft中使用的传统标签相比，cpn在测试线上提供了更高的对比度和增强的可视性，并且有多种颜色可供选择。它们也具有更强的吸收性，因此比lft中通常使用的金纳米颗粒更敏感。这意味着cpn可以进行多色和多路测试。此外，cpn的强荧光意味着可以获得更高的检测限。Stream Bio通过使用手持式、可量化的荧光阅读器进一步提高了这种灵敏度，该阅读器是与Stream Bio的合作伙伴合作开发的一部分，可以比肉眼更准确地检测测试线。使用该技术检测Covid-19的初步研究表明，它可以提供与基于实验室的PCR方法相当的检测限，甚至可以提供定量结果。

由于cpn具有对特定生物标记物具有高亲和力的各种靶向分子(如抗体、适体、肯定子和分子印迹聚合物)的潜力，因此目前正在一系列横向流动应用中进行研究。例如，通过靶向肠癌生物标志物，如抗癌胚抗原(CEA) CA199和CA724, cpn在多重测试中可以标记肠癌细胞，这表明它们在肠癌LFT中的应用潜力。最终，这项技术有可能取代目前与年龄相关的常规健康检查中传统的、订阅量低的家庭筛查方法。另一个例子是对生物标志物肌钙蛋白的高度敏感的LFT测试——肌钙蛋白是心脏病发作的一个指标。这可以取代目前在紧急护理环境中用于检测心肌梗死的耗时的基于实验室的方法，通过快速识别紧急病例来简化潜在心脏病发作患者的分诊过程。

这只是先进的、高灵敏度的lft和荧光阅读器可以改善整体医疗保健并使患者受益的许多方法中的两个例子。

体内成像以推进医学研究和技术

除了在体外诊断技术，如侧流，在活的有机体内成像不仅可以用于诊断，还可以用于医学研究、药物开发等。生物发光成像(BLI)、荧光成像(FI)和磁共振成像(MRI)等技术可用于研究细胞水平的过程。这可以为包括癌症研究和干细胞追踪在内的领域提供见解，为更有效地治疗危及生命的疾病铺平道路。

细胞跟踪是研究信号通路、药物发现和发育生物学的一项关键技术。它向研究人员展示了细胞——包括癌细胞或干细胞——如何相互作用和分化，以及揭示了它们的生存和迁移能力，这可以为诸如基于细胞的疗法等再生医学的发展提供信息。Stream Bio目前正在与英国利物浦大学合作研究这一领域。

这些先进的治疗方法可以使受损的器官或组织再生和修复，帮助患者对抗疾病或减轻患者的症状。此外，细胞跟踪可用于研究细胞凋亡，这在探索药物化合物的毒理学效应方面具有应用价值。在这些类型的研究中使用强大的荧光团，如cpn，有可能得到改善在活的有机体内成像能力，提供对细胞活动的进一步了解。通过使用对比剂的双重标记，cpn还可以用于在二维和三维上跟踪单个细胞，这在癌症研究中可能特别有价值。增强的成像能力可以帮助推动这些领域的研究向前发展，帮助开发挽救生命的疗法。

荧光标签可以用来可视化食物通过生物体的方式

在活的有机体内成像也可用于外科入路。荧光引导手术，包括用荧光团划定肿瘤的边界，正变得越来越普遍，特别是在癌症治疗中。这种方法允许更精确的手术，保留尽可能多的健康组织，以最大限度地提高病人的康复机会。与目前使用的吲哚菁绿(ICG)相比，使用cpn作为手术荧光团可以改进该技术，具有更好的对比度和增强的成像能力，并且是与利物浦大学合作研究的另一种应用。

的进一步应用在活的有机体内成像可以帮助推进医疗保健是在食物摄入研究。荧光标签可用于可视化食物通过生物体的方式，以研究营养如何影响新陈代谢、衰老和疾病，以及药物输送研究。将cpn纳入其中在活的有机体内成像技术可以使它们在研究和医学上更有用，最终通过提供更好、更有效的治疗使患者受益。

水监测以限制水传播疾病的传播

同样的技术原则也可用于解决环境因素对健康的影响。可持续发展目标3.3涉及结束流行病和应对包括水媒疾病在内的传染病，众所周知，获得安全、清洁的水可以改善人口的整体健康。虽然基础设施在向所有人提供清洁水方面发挥着重要作用，但检测病原体或有害物质存在甚至不存在的水监测技术可以为饮用水提供额外和即时的安全措施。

Stream Bio与Chelsea Technologies合作，正在研究cpn与上文提到的手持式荧光读数器的使用，以进行环境监测。cpn能够产生明亮，强大的荧光信号，不受环境条件的影响，使其非常适合各种环境测试，而读取器的快速和便携性消除了对实验室或昂贵设备的需求。这个应用程序当前的重点是检测大肠杆菌水样中的一种细菌，可引起胃肠道问题，严重感染时可导致肾衰竭。展望未来，Stream Bio的技术可以应用于检测一系列水污染物，帮助确保所有人都能获得更安全的饮用水。

健康和福祉的更光明未来

创新技术在改善全球健康方面可发挥重要作用。要在实现可持续发展目标3方面取得进展，就需要利用多个行业和利益攸关方的创新，实现有利于全体人民健康的变革。cpn有潜力在实现这一目标方面发挥重要作用，从早期诊断和指导治疗，到帮助管理环境风险因素。由于其结构特性所赋予的亮度，cpn可以增强重要健康和福祉领域的诊断和成像技术，包括水监测，可获得且侵入性较小的诊断，医学研究和手术。Stream Bio以医疗保健为核心，进一步开发这些应用将开辟新的途径，其纳米技术可以推动环境监测、医学研究技术和许多其他领域的改进。看到跨越光谱范围的纳米颗粒将发挥的作用将是令人兴奋的。