稳定量子点外壳可控抗癌药物剂量

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发布时间:2022-05-16 11:11:48
来源:科技日报

科技日报莫斯科5月14日电 (记者董映璧)俄罗斯萨拉托夫国家研究型大学研制出稳定的量子点外壳,使其能够安全地用于诊断癌症和控制药物剂量。相关研究结果近日发表在《分析和生物分析化学》杂志上。

量子点是十亿分之一米大小的半导体晶体,由数千个原子组成。它能够在很宽的光带内吸收光并在很窄的波长间隔内发射光,波长间隔取决于纳米晶体的尺寸,同时量子点以严格定义的颜色发光。量子点的这些特性使其几乎成为生物对象的超灵敏多色配准以及医学诊断的理想手段。

然而,大多量子点含有重金属成分,并且通常只在有毒有机溶剂中稳定,这限制了它们在生物学和医学中的使用。

研究人员发现,可在发光量子点的亮度和稳定性基础上,建造用于确定癌性肿瘤或自身免疫抗体的生物标志物的测试系统,以及用于控制剂量和药物输送系统的测试系统。为了避免中毒,有必要制造一个外壳,把量子点的所有化学元素保留在其中,并以原始形式将其从机体中移除。

萨拉托夫国家研究型大学化学研究所普通和无机化学实验室高级研究员奥莉加·戈里亚切娃称,通过对建立半导体量子点的稳定结构的研究,可开发许多能够把量子点转移到水介质和生物流体中的外壳。比如,俄科研人员已经开发出涂有一层薄薄的半导体且导电性逐层增加的纳米晶体,其能够将紫外线辐射高效地转化为彩色辉光,这样的系统可借助类玻璃结构转移到水中。

研究人员使用了硅酸盐外壳。硅酸盐外壳不仅有助于完整保持半导体晶体,把其光学特性维持在过去的水平上,而且富含生物活性元素。此外,这种量子点比其他科学团队开发的类似物体更稳定。硅酸盐外壳直接附着在晶体原子上,形成一层非常薄的透明层,其性质与玻璃类似。

萨拉托夫国立研究型大学科研人员制造的另一种纳米晶体由几种半导体结构组成,这就是所谓的“合金”量子点,它们可在半导体之间平稳过渡。

为了把量子点转移到水中,研究人员采用了一种根本不同的技术:将含有硫的巯基乙酸一端嵌入晶体表面,另一端确保在水中的溶解度。结果表面就像蓬松的“皮大衣”,各种分子可以附着在上面。这种“皮大衣”中的量子点保持高达10纳米的尺寸。

研究人员解释道,这样的系统对许多氧化剂很敏感。量子点的辉光在腐蚀性介质附近减弱。这有助于使用新技术来确定化疗期间人体血液中癌症药物是否过量并调整剂量,显着降低治疗的副作用。

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