俄羅斯薩拉托夫國家研究型大學(xué)研制出穩(wěn)定的量子點(diǎn)外殼，使其能夠安全地用于診斷癌癥和控制藥物劑量。相關(guān)研究近日發(fā)表在《分析和生物分析化學(xué)》雜志上。

量子點(diǎn)是十億分之一米大小的半導(dǎo)體晶體，由數(shù)千個(gè)原子組成。它能夠在很寬的光帶內(nèi)吸收光并在很窄的波長間隔內(nèi)發(fā)射光，波長間隔取決于納米晶體的尺寸，同時(shí)量子點(diǎn)以嚴(yán)格定義的顏色發(fā)光。這些特性使其成為生物對象的超靈敏多色配準(zhǔn)以及醫(yī)學(xué)診斷的理想手段。然而，大多量子點(diǎn)含有重金屬成分，并且通常只在有毒有機(jī)溶劑中穩(wěn)定，這限制了它們在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的使用。

薩拉托夫國家研究型大學(xué)化學(xué)研究所普通和無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)研究員奧莉加·戈里亞切娃稱，通過對建立半導(dǎo)體量子點(diǎn)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的研究，可開發(fā)許多能夠把量子點(diǎn)轉(zhuǎn)移到水介質(zhì)和生物流體中的外殼。比如，俄科研人員已經(jīng)開發(fā)出涂有一層薄薄的半導(dǎo)體且導(dǎo)電性逐層增加的納米晶體，能夠?qū)⒆贤饩€輻射高效轉(zhuǎn)化為彩色輝光，這樣可借助類玻璃結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到水中。再使用硅酸鹽外殼，直接附著在晶體原子上，形成類似玻璃的薄的透明層，不僅有助于完整保持半導(dǎo)體晶體，維持光學(xué)特性，而且富含生物活性元素。

為了把量子點(diǎn)轉(zhuǎn)移到水中，研究人員將含有硫的巰基乙酸一端嵌入晶體表面，另一端確保在水中的溶解度。結(jié)果表面就像蓬松的“皮大衣”，各種分子可以附著在上面。這種“皮大衣”中的量子點(diǎn)保持高達(dá)10納米的尺寸。

研究人員解釋道，這樣的系統(tǒng)對許多氧化劑很敏感。量子點(diǎn)的輝光在腐蝕性介質(zhì)附近減弱，有助于使用新技術(shù)來確定化療期間人體血液中癌癥藥物是否過量并調(diào)整劑量，顯著降低治療的副作用。