Quantum Dots zu erkennen Krankheit
Mehrere Nanomaterialien, einschließlich Nanodrähte, Quantenpunkten und Eisenoxid, werden untersucht Nanosensoren zu schaffen ausgelegt Krankheit zu erkennen. Funktionalisierte Quantenpunkte wurden unternommen, die fluoreszieren, wenn sie bestimmten Krankheitsindikatoren stoßen, so dass sie ein vielversprechendes Material für diese diagnostische Nanosensoren macht.
Quantenpunkte sind Halbleiter-Nanopartikel, die eine bestimmte Farbe leuchten, wenn man sie dem Licht ausgesetzt wird. Die resultierende Farbe ist abhängig von der Größe des Nanopartikels. Wenn Quantenpunkten durch UV-Licht beleuchtet werden, erhalten einige der Elektronen genügend Energie aus den Atomen frei zu brechen.
Dies ermöglicht ihnen, um die Nanopartikel in einer zu bewegen Leitungsband in denen Elektronen frei durch ein Material zu bewegen und Strom leiten. Wenn diese Elektronen um ein Atom zurück in die äußere Umlaufbahn fallen (die so genannte Valenzband), Emittieren sie Licht. Die Farbe des Lichts hängt von der Energiedifferenz zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband.
Der Spalt zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband, die für alle Halbleitermaterialien vorhanden ist, bewirkt, dass Quantenpunkte zu fluoreszieren. Je kleiner der Nanopartikel, desto höher ist die Energiedifferenz zwischen dem Valenzband und Leitungsband, die in einem tiefblauen Farbe führt. Für eine größere Nanopartikel ist der Energieunterschied niedriger, was in einem rötlichen Glühen führt.
Viele Halbleitersubstanzen können als Quantenpunkte, wie beispielsweise Silizium, Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid, oder Indium-Arsenid verwendet werden. Nanopartikel von diesen oder anderen Halbleitersubstanz haben die Eigenschaften eines Quantenpunkt.
Sie können die Fluoreszenz von Quantenpunkten zu verbessern, indem sie mit einem anderen Halbleitermaterial beschichtet wird. Diese Beschichtung verhindert, dass die Oberfläche der Quantenpunkte oxidiert wird, das verschlechtert ihre Fähigkeit zu fluoreszieren.
Zum Beispiel haben Forscher fanden heraus, dass, wenn sie behandeln einen Quantenpunkt von Cadmiumselenid (CdSe), die mit einer Beschichtung, die Zinksulfid (ZnS), die Glut der Quantenpunkte erhöht. Da Sie jedoch auch die Quantenpunkt zu mischen gut mit Wasser wollen (weil Blut meist Wasser ist), eine Beschichtung aus einem hydrophilen Polymer wird auf der Oberseite des ZnS.
Die Antikörper, die Forscher verwenden, um die Quantenpunkt zu erkrankten Zellen, wie sie in einem Krebstumor zu befestigen, sind dieser Polymerschicht angebracht ist.
Die Tatsache, dass Quantenpunkte verschiedenen Farben leuchten, je nach ihrer Größe ist praktisch eine Blutprobe zum Diagnostizieren, ob Krankheitsindikatoren vorhanden sind. Jede Größe der Quantenpunkt ist an verschiedene Antikörper gebunden.
Wenn Sie diese Quantenpunkte in einer Blutprobe stellen ein Molekül enthält, das eine bestimmte Krankheit anzeigt, fügen die Quantenpunkte mit dem entsprechenden Antikörper zu dem Protein oder Viren und bilden Cluster. Wenn Sie die Lösung mit ultraviolettem Licht zu beleuchten, leuchten diese Cluster mit der Farbe dieser Größe Quantenpunkt, die Viren oder andere Krankheitsindikator offenbart in der Probe enthalten ist.