澎湃新聞記者 王蕙蓉

據今日俄羅斯報道，俄羅斯科學家近日研製出穩定的量子點外殼，或可安全用於診斷癌症和控制藥物劑量。

圖片來自發表在《分析和生物分析化學》（Analytical and Bioanalytical Chemistry）的論文

量子點是由數千個原子組成的半導體晶體，僅有十億分之一米的大小。它能夠在極寬的光帶內吸收光，並在極窄的波長間隔內發射光，波長間隔取決於納米晶體的尺寸，使得量子點以嚴格定義的顏色發光。

前述特性使量子點幾乎成爲生物對象的超靈敏多色配准以及醫學診斷的理想手段，並已在各種現代裝置的開發中得到廣泛應用，例如：電視屏幕、激光器、高效能的太陽能電池。來自俄羅斯薩拉托夫國立研究型大學的科學家表示，大多量子點含有重金屬成分，並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。

基於發光量子點的亮度和穩定性，可以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。爲了避免中毒，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。

此次，俄羅斯薩拉托夫國立研究型大學科學家與來自德國的同事研究了半導體量子點建立的穩定結構，開發了能把量子點轉移到水介質和生物流體中的外殼。相關成果發表在《分析和生物分析化學》（Analytical and Bioanalytical Chemistry）。

“我們已經獲得了塗有一層薄薄的半導體且導電性逐層增加的納米晶體，這使得能夠將紫外線輻射高效地轉化爲彩色輝光。這樣的系統可以藉助類玻璃結構轉移到水中。”薩拉托夫國立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Olga Goryacheva說道。

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，其中最著名的硅酸鹽是玻璃）。研究人員表示，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水平上，而且富含生物活性元素。“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。目前，我們積極使用這種外殼爲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。”

薩拉托夫國立研究型大學科學家制造的另一種納米晶體由幾種半導體結構組成，即所謂的“合金”量子點，它們可在半導體之間平穩過渡，其簡化的合成過程更加省時。

爲了把量子點轉移到水中，研究人員採用了一種完全不同的技術：把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”，薩拉托夫國立研究型大學化學研究所普通和無機化學實驗室初級研究員Daniil Drozd說道。

Drozd表示，前述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。研究人員希望到 2024年底能夠證明，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託蒽醌劑量方面的效果。