Квантовые точки помогают диагностировать рак
В последнее время в наноэлектронике и микросистемной технике появилось много продуктов с использованием квантовых наносистем. Как оказалось, квантовые точки могут не менее широко использоваться и в медицине.
Квантовые точки и области их применения
Квантовой точкой может служить любой достаточно маленький кусочек металла или полупроводника. Самыми первыми квантовыми точками были микрокристаллы селенида кадмия CdSe. Электрон в таком микрокристалле чувствует себя как электрон в трехмерной потенциальной яме - он имеет много стационарных уровней энергии с характерным расстоянием между ними (точное выражение для уровней энергии зависит от формы точки).Полупроводниковые квантовые точки уже давно зарекомендовали себя в микро- и наноэлектронике. На их основе могут вскоре появиться сверхчеткие цветные дисплеи нового типа, приборы ночного видения высокого разрешения, быстродействующие процессоры и многое другое.
Однако в медицинской отрасли квантовые точки подают не меньше надежд. В первую очередь их применение связано с диагностикой и лечением раковых заболеваний. Диагностика рака на ранних стадиях развития заболевания может быть произведена именно с помощью флуоресцентных квантовых точек.
Ряд физических свойств квантовых точек делает их идеальными кандидатами для маркирования и последующей диагностики опухолей. Основным преимуществом квантовых точек является то, что на их поверхность можно легко нанести биологические маркеры – белки, фрагменты ДНК и РНК, обладающие сильной адгезией к определенному виду клеток. Другое не менее важное свойство квантовых точек – их высокая яркость при флуоресцировании.
Новый метод исследования клетки с помощью "CU dots"
Недавно ученым из Корнельского университета удалось синтезировать квантовые точки, которые могут использоваться в исследованиях клетки. С помощью оптического микроскопа мы не можем проследить за перемещением отдельных молекул внутри живой клетки, а с помощью электронного микроскопа отдельные молекулы видно, но для этого клетку приходится умертвить. Однако если снабдить квантовые точки специальными маркерами, то можно прикрепить эти наносистемы к отдельным типам молекул. Для клетки это не представляет вреда, и, что самое главное, результаты видны в оптический микроскоп, благодаря флуоресценции маркеров. Поэтому исследователи используют квантовые точки в биологических исследованиях.Что же нового удалось привнести в уже отлаженную процедуру исследований ученым из Корнельского университета? Во-первых, обычные квантовые точки химически активны, что может негативно повлиять на проводимые с их использованием исследования. Во-вторых, новый тип квантовых точек в 30 раз ярче обычных, что позволило "высвечивать" внутри клетки отдельные молекулы. И, в-третьих, они могут присоединяться только к тем молекулам, маркеры которых исследователи "запрограммируют" в квантовой точке. Все эти выгоды ученым принесла новая архитектура построения наночастиц: теперь квантовая точка - это довольно сложное программируемое наноустройство.
Новая технология, разработанная исследователями, заключается в том, что квантовые точки обрабатывают, нанося на них специальное кремниевое покрытие и добавляют специфические метки, которые позволяют придавать "Cornell Dot" различные свойства.Короткая ссылка на материал: //cnews.ru/link/a1398
