Nowe nanocząsteczki w diagnostyce i odczycie fizycznym
Kropki kwantowe, których rozmiary zwykle mieszczą się w przedziale od 2 do 10 nm, to półprzewodzące nanokryształy powszechnie wykorzystywane jako nanocząsteczki fluorescencyjne w bioobrazowaniu. Jednak niektóre materiały, z których składają się kropki kwantowe to materiały rzadkie i bardzo toksyczne. Aby przezwyciężyć tę trudność, zespół projektu NANOLIGHT (Synthesis and characterization of nanostructured materials with luminescent properties for diagnostic and therapeutic applications) skoncentrował się na krzemie i węglu, dwóch materiałach najpowszechniej występujących na Ziemi, a do tego wewnętrznie nietoksycznych. W przeciwieństwie do ich struktur masowych, nanostrukturalne nanokropki krzemowe i węglowe są silnie fluorescencyjne, światłoodporne i charakteryzują się regulowaną luminescencją w pasmach od czerwieni po bliską podczerwień. Naukowcy dokonali niezwykłych postępów w dziedzinie syntezy nanocząsteczek luminescencyjnych, posługując się dwiema różnymi metodami. Pierwsza z nich polegała na przetwarzaniu termicznym silseskwioksanu – związku krzemoorganicznego – w procesie produkcji macierzy stanowiącej obudowę tlenku dla nanokryształu krzemowego. Druga metoda polegała na pyrolizie laserowej prekursorów krzemowych. Ponadto naukowcy wykorzystali te dwa procesy w połączeniu z prekursorami zawierającymi węgiel do produkcji nanokropek węglowych. Nowo zsyntetyzowane nanocząsteczki z powodzeniem przetestowano jako sondy jonów selektywnych do odczytu biologicznego, etykiet fluorescencyjnych do obrazowania komórek glejaka i fotokatalizy w procesie odkażania wody. Nanocząsteczki fluorescencyjne opracowane w projekcie NANOLIGHT posiadają ogromny potencjał jako czynniki łączące możliwości diagnostyczne i terapeutyczne lub czujniki substancji zanieczyszczających z grupy węglowodorów chlorowanych, które stanowią zagrożenie dla ludzkiego zdrowia. Biorąc pod uwagę ich powszechne występowanie i niski koszt surowców prekursorowych, materiały te stanowią konkurencję dla kropek kwantowych.
Słowa kluczowe
Nanocząsteczki, diagnostyka, odczyt fizyczny, krzem nanostrukturyzowany, nanokropki węglowe, bioobrazowanie
