
稱為量子點的微小半導體晶體可能很快就會通過人體照亮自己的路徑。科學家正在將黑暗中的海洋生物從微觀的半導體上剪接改良的蛋白質,以製成自我灌輸的點。
量子點寬10至50個左右,至少已經存在了二十年。儘管科學家對超級計算等領域的點有很高的希望,但當前大多數應用程序都可以利用點的光學特徵。因為量子點點亮或熒光,當被狹窄的輕能帶擊中時,它們對於醫學成像特別有用。
與其他當前照明納米顆粒(例如金斑點)的生物醫學成像技術一樣,只有當激光器,罷工和激發它們時,大多數量子點才會點亮。依靠外部光刺激會導致一些問題。來自源的光不能深入組織。即使在源可以穿透的區域,光線也會從組織中彈起,使圖片蒙上了一大燈在雨水條狀擋風玻璃上瀰漫的方式。
製作自己的光的納米顆粒可以避開此類問題,並幫助醫療技術人員從更深的人體內部拍攝更清晰的照片。
褲子的幫助
斯坦福大學的科學家已經加入了量子點來發光蛋白質。蛋白質本身並未成像。取而代之的是,他們釋放了生物發光能量,使點激發了發光紅色。有效地,每個點都在船上帶有自己的能源。
原始的酶是促進化學反應的特殊蛋白質 - 來自海衣,蘑菇形的息肉菌落具有較大的莖,可錨定在沙子中的菌落。當紫羅蘭打擾時,它們會明亮地發光。
斯坦福大學放射學的助理教授江口解釋說:“它們具有發光蛋白,一種生物發光蛋白,氨基熒光素酶。”
他說,這種蛋白質類似於其他發光生物(例如水母和螢火蟲)的蛋白質。實際上,科學家首先嘗試了螢火蟲熒光素酶,但事實證明它太脆弱了。
明亮地閃耀
科學家製作了一種基於海衣熒光素酶的更穩定,更明亮的蛋白質。然後,他們將這種修飾的蛋白質化學連接到點。將改良的量子點與催化劑鞘嗪混合起來,開始了發光的化學反應。 Rao說,一旦板載能源觸發了圓點大約15分鐘,其峰值亮度在大約5分鐘後就會出現。
為了比較自倒點與常規量子點,研究人員將每種類型注入了小鼠的肩膀,每種肩膀一種類型。接下來,他們將鞘嗪注入尾巴。當修改後的點遇到催化劑時,它們開始發光。然後,科學家使用熒光成像設備來試圖跟踪兩種點。
Rao說:“我們可以從任何一側看到生物發光成像。” “但是,如果我們使用了原始的熒光成像,那麼我們根本看不到它們。”
編者註: 在此頁面頂部的圖像中,帶有蛋白質的納米顆粒在小鼠的右肩上發出紅色。圖片來源:Standford University