纳米颗粒具有许多根据其小尺寸固有的独特属性。它们可以将其吸收到活细胞中，并具有相对于其体积的高表面积，例如，它可以增加与细胞结构的相互作用，并相对较大的药物将其输送到特定位点/细胞。

利用纳米颗粒的另一个优点是可以设计和合成以具有多个功能。我们已经开发了一种生物发光的磁性纳米颗粒系统，该系统允许对细胞进行成像和跟踪以及由于纳米颗粒的磁性特性而引起的细胞操作。如果要添加靶向或药物部分，则可以进一步增加这种多功能性。

克服的挑战

与纳米颗粒结合使用的活细胞的生物成像有许多挑战。

与纳米颗粒结合使用的活细胞的生物成像有许多挑战。必须仔细进行与纳米颗粒一起孵育过程中的细胞在其与纳米颗粒孵育过程中的操纵，以避免对细胞健康产生负面影响。

纳米颗粒和活细胞结构之间的长度尺度差异可能使图像两者之间的特定相互作用变得具有挑战性。当然，活细胞（尤其是在液体培养基中的运动精子）正在运动中，因此成像需要专门的设备和训练。

我们为生物成像设计的方法将磁性纳米颗粒与荧光素酶结合在一起，荧光素酶是一种源自产生生物发光的萤火虫的酶。这种新的纳米技术成像方法具有替换当前使用的基于镉的量子点生物成像工具，这些工具已证明引起生物毒性。

实际上，这项研究中使用的磁性纳米颗粒已经被欧洲药品局和美国食品药品监督管理局批准用于临床使用。

那么，我们为什么要这样做呢？

尽管这些生物发光的纳米颗粒可以与其他细胞类型一起使用，但我们有兴趣在精子上测试这种新工具的原因有很多。

首先，由于纳米颗粒是磁性的，一旦它们与细胞结合，不仅可以成像细胞并跟踪运动和位置，而且还可以使用外部磁场来操纵它们，从而可以进行细胞机车的操纵。

在精子的情况下，可以应用这种细胞的操纵以提高受精率。在许多辅助繁殖技术中，将精子放置在鸡蛋附近或内部直接操纵精子。

使用磁方法为精子最小化细胞损伤的完全非机械定位提供了潜力。

使用磁方法为精子最小化细胞损伤的完全非机械定位提供了潜力。同样，操纵精子运动的其他尖端方法包括开瓶器类型电动机（（原始纸）。

其次，这种新方法具有扩展的显着潜力，以允许自定义纳米颗粒表面。例如，可以识别和靶向标记，从而使纳米颗粒可以选择性地结合低质量的精子，从而可以轻松地从健康的精子中分类它们。

未来的工作

概念验证的工作表明纳米颗粒与动物（Boar）的精子结合，结合后具有成像和磁功能完整的磁功能。证明这些荧光素酶修饰的磁性纳米颗粒可以有效地用于细胞成像和跟踪。

推进这项工作的下一步包括检查特定位置的结合（精子头与尾巴），使用靶向部分来控制结合位点，控制每个细胞的纳米颗粒密度以及靶向特定细胞类型（例如癌细胞）。

当然，随着这项技术的进一步发展，还将检查依赖浓度的生物毒性，最终的颗粒命运以及由于磁细胞机车操作引起的细胞操纵而产生的影响。

这个纳米技术平台具有许多调查途径，具有巨大的潜力，我们期待在富有挑战性和迷人的Bionanotechnology领域的持续贡献。