穩定量子點外殼可控抗癌藥物劑量

科技日報莫斯科5月14日電 （記者董映璧）俄羅斯薩拉托夫國家研究型大學研製出穩定的量子點外殼，使其能夠安全地用於診斷癌症和控制藥物劑量。相關研究結果近日發表在《分析和生物分析化學》雜誌上。

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。它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，同時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。

然而，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。

研究人員發現，可在發光量子點的亮度和穩定性基礎上，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。

薩拉托夫國家研究型大學化學研究所普通和無機化學實驗室高級研究員奧莉加·戈里亞切娃稱，通過對建立半導體量子點的穩定結構的研究，可開發許多能夠把量子點轉移到水介質和生物流體中的外殼。比如，俄科研人員已經開發出塗有一層薄薄的半導體且導電性逐層增加的納米晶體，其能夠將紫外線輻射高效地轉化為彩色輝光，這樣的系統可藉助類玻璃結構轉移到水中。

研究人員使用了硅酸鹽外殼。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，這種量子點比其他科學團隊開發的類似物體更穩定。硅酸鹽外殼直接附着在晶體原子上，形成一層非常薄的透明層，其性質與玻璃類似。

薩拉托夫國立研究型大學科研人員製造的另一種納米晶體由幾種半導體結構組成，這就是所謂的“合金”量子點，它們可在半導體之間平穩過渡。

為了把量子點轉移到水中，研究人員採用了一種根本不同的技術：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。結果表面就像蓬鬆的“皮大衣”，各種分子可以附着在上面。這種“皮大衣”中的量子點保持高達10納米的尺寸。

研究人員解釋道，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，顯着降低治療的副作用。