خلال العقود القليلة الماضية، أدى ظهور مفهوم النقاط الكمومية (QDs) إلى إحداث تغييرات ثورية في العديد من المجالات العلمية والتكنولوجية. تتمتع هذه الجسيمات النانوية شبه الموصلة، التي يقل قطرها عن 10 نانومتر، بخصائص بصرية فريدة، خاصة فيما يتعلق بامتصاص الضوء والتألق الضوئي. الأمر الأكثر أهمية هو أنه من الممكن ضبط ذروة انبعاث الفلورسنت من النقاط الكمومية عن طريق تغيير قطرها. تعتمد النقاط الكمومية الموجودة حاليًا في السوق بشكل أساسي على المعادن الثقيلة المعنية، مثل الكادميوم (Cd). لذلك، جذبت السمية المحتملة لهذه النقاط الكمومية في البيئة البيولوجية اهتمامًا واسع النطاق.
مع مرور الوقت، ركز العديد من الباحثين على تطوير النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم (CFQDs) للتغلب على مشكلات السمية المرتبطة بالنقاط الكمومية التقليدية.
أظهرت النقاط الكمومية غير السامة توافقًا حيويًا متفوقًا، مما يؤدي إلى تغيير كبير في إمكانيات علاج الأورام والتصوير الحيوي. أظهرت النقاط الكمية غير السامة الجديدة مثل النقاط الكمية المشبعة بـ ZnS/ZnSe، ونقاط الكمية المصنوعة من الجرافين، ونقاط الكمية المصنوعة من السيليكون سمية منخفضة واستقرارًا جيدًا في النماذج المختبرية والحيوية. إن مرونة هذه النقاط الكمومية تسمح بدمجها مع عوامل أخرى، مما يجعل التصوير المتعدد الوسائط ممكنًا.
على سبيل المثال، أظهرت النقاط الكمومية المجهزة بالحمض النووي/الببتيدات إمكانات كبيرة في تصوير الخلايا والأنسجة المستهدفة، ومراقبة توصيل الأدوية. من خلال تقنيات مختلفة مثل المجهر البؤري/متعدد الفوتون وتصوير CARS، فإن النقاط الكمومية غير السامة كعلامات فلورية مستقرة تمكن الباحثين من مراقبة هياكل الخلايا والأنسجة بدقة أعلى.يستخدم الباحثون هذه النقاط الكمومية غير السامة كمنصات نانوية للعلاج والتشخيص غير الجراحي (المعروف باسم التشخيص العلاجي).
هذا لا يحسن دقة التصوير البيولوجي فحسب، بل يجعل إطلاق الدواء ومراقبة التصوير متصلين بسلاسة أيضًا. مع تطور هذه النقاط الكمومية غير السامة، لم تعد هناك حاجة للقلق بشأن الضرر الذي قد تسببه المواد السامة مثل أيونات الكادميوم للأنظمة البيولوجية أثناء العلاج.
على سبيل المثال، أظهرت النقاط الكمومية القائمة على الإنديوم مثل CuInS2 أداءً ممتازًا في المؤشرات الحيوية ويمكن دمجها مع عقار الدوكسوروبيسين المضاد للسرطان لإطلاق العوامل العلاجية وإجراء مراقبة التصوير الخلوي. وتسمح هذه الاستراتيجية المزدوجة للمجتمع الطبي بالتحكم في علاج السرطان بشكل أكثر دقة.يمكن أن يساعد استخدام النقاط الكمومية غير السامة في حل بعض المشاكل الأكثر إلحاحًا التي تواجه البشرية، بما في ذلك التلوث البيئي وعلاج الأمراض.
هناك خيار آخر يتمثل في النقاط الكمومية السيليكونية، والتي تستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات الفوتونية والبيولوجية، بما في ذلك الطاقة الكهروضوئية والاستشعار البيولوجي. إن استقرار النقاط الكمومية السيليكونية يجعلها قادرة على توفير أداء تألق جيد في بيئات كيميائية مختلفة، وهو أمر بالغ الأهمية في الكشف الكيميائي.
ومع ذلك، فإن تقدم النقاط الكمومية غير السامة لا يزال يواجه العديد من التحديات. نحن بحاجة إلى مواصلة استكشاف وفهم سلوكهم وتأثيراتهم طويلة المدى في الجسم الحي لضمان قدرتهم على تغيير الوضع الراهن لعلاج السرطان بشكل جذري. إذن، ما حجم المفاجأة التي ستحدثها النقاط الكمومية غير السامة في مجال علاج السرطان في المستقبل؟مع تقدم التكنولوجيا، لدينا سبب للاعتقاد بأن استخدام النقاط الكمومية غير السامة سوف يصبح أكثر شيوعًا ونضجًا بمرور الوقت.