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俄羅斯科學家把量子點應用在醫學和生物技術中

俄羅斯科學家把量子點應用在醫學和生物技術中

俄羅斯衛星通訊社

俄羅斯薩拉托夫國家研究型大學的科學家與來自德國的同事們一起開發了穩定的量子點外殼，使其能夠安全地用於診斷癌症和控制藥物劑量。結果發表在《分析和生物分析化學》雜誌上。 2022年5月12日, 俄羅斯衛星通訊社

2022-05-12T16:49+0800

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量子點是十億分之一米大小的半導體晶體，由數千個原子組成。量子點能夠在很寬的光帶內吸收光並在很窄的波長間隔內發射光，波長間隔取決於納米晶體的尺寸。這樣，一個或另一個量子點以嚴格定義的顏色發光。量子點的這些特性使其幾乎成為生物對象的超靈敏多色配准以及醫學診斷的理想手段。 由於具備把光能轉化為明亮輝光的獨特能力，量子點在各種現代裝置的開發中得到廣泛應用——明亮的電視屏幕、激光器、高效能太陽能電池。 以切爾尼雪夫斯基命名的薩拉托夫國家研究型大學的科學家說，大多量子點含有重金屬成分，並且通常只在有毒有機溶劑中穩定，這限制了它們在生物學和醫學中的使用。由於發光量子點的亮度和穩定性，可在它們的基礎上建造用於確定癌性腫瘤或自身免疫抗體的生物標誌物的測試系統，以及用於控制劑量和藥物輸送系統的測試系統。為了避免中毒，有必要製造一個外殼，把量子點的所有化學元素保留在其中，並以原始形式將其從機體中移除。 薩拉托夫的科學家們對建立半導體量子點的穩定結構進行了研究，開發了許多能夠把量子點轉移到水介質和生物流體中的外殼。 研究人員使用了硅酸鹽外殼（這是在自然界中以礦物形式發現的硅酸鹽；最著名的硅酸鹽是玻璃）。他們說，硅酸鹽外殼不僅有助於完整保持半導體晶體，把其光學特性維持在過去的水平上，而且富含生物活性元素。此外，這種量子點比其它科學團隊開發的類似物體更穩定。 “硅酸鹽外殼直接附著在晶體原子上，形成一層非常薄的透明層，其性質與玻璃類似。目前，我們積極使用這種外殼為緊急情況部門開發針對心臟病的高靈敏度快速檢測試紙。這種試紙有助於確定食物中的毒素”，戈里亞切娃說。 薩拉托夫國立研究型大學科學家製造的另一種納米晶體由幾種半導體結構組成 。研究人員介紹說，這就是所謂的“合金”量子點，它們可在半導體之間平穩過渡。它們的合成大大簡化，並且花費更少的時間。 據他介紹，這樣的系統對許多氧化劑很敏感。量子點的輝光在腐蝕性介質附近減弱。這有助於使用新技術來確定化療期間人體血液中癌症藥物是否過量並調整劑量，顯著降低治療的副作用。到 2024年底，研究人員計劃證明基於量子點的分析系統在調整用於治療乳腺癌、淋巴瘤和肝癌的藥物米托蒽醌劑量方面的效果。

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