Language
Country/Area
No result found
ظل المعادن الثقيلة: لماذا يسارع الباحثون للعثور على نقاط كمومية خالية من الكادميوم؟
النقاط الكمومية (QDs) عبارة عن جسيمات نانوية من أشباه الموصلات يقل حجمها عن 10 نانومتر، ويتم تقديرها نظرًا لامتصاصها البصري الفريد وخصائص التألق الضوئي. تعتمد قمم انبعاث الفلورسنت لهذه الجسيمات النانوية على الحجم على أقطارها، وتشمل مواد النقاط الكمومية الشائعة سلسلة الكادميوم (مثل CdTe وCdSe وCdS) وسلسلة الإنديوم (مثل InP وInAs) وسلسلة الرصاص (مثل PbSe وPbS). ). انتظر. ومع ذلك، فإن معظم النقاط الكمومية التجارية لا تزال تعتمد على منتجات تحتوي على الكادميوم، وقد اجتذبت سمية أيونات الكادميوم للكائنات الحية اهتمامًا واسع النطاق. مع تزايد الوعي بالبيئة والصحة، بدأ العديد من الباحثين في التركيز على تطوير النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم (CFQDs) في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.
تطبيقات وآفاق النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم
مع تطوير النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم، أظهرت العديد من المواد الجديدة مثل النقاط الكمومية المخدرة بالزنك والكبريت والزنك والسيلينيوم والنقاط الكمومية للجرافين والنقاط الكمومية للسيليكون سمية منخفضة وثباتًا عاليًا، لتصبح بدائل مثالية للتطبيقات البيولوجية . ذوق. يمكن استخدام هذه النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم لتصوير الخلايا والأنسجة المستهدفة وللمراقبة الدقيقة لتوصيل الدواء باستخدام النقاط الكمومية الوظيفية للحمض النووي/الببتيد. باستخدام تقنيات التصوير المختلفة، مثل الفحص المجهري متحد البؤر والمجهر متعدد الفوتون، من خلال هذه العلامات الفلورية المستقرة، يمكن للباحثين مراقبة الخلايا وهياكل الأنسجة بدقة أعلى وتوافق حيوي أفضل.
تنعكس مرونة النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم أيضًا في إمكانية دمجها مع الكواشف الأخرى مثل الجسيمات المعدنية النانوية، والملصقات المشعة، وعلامات رامان لتحقيق تصوير متعدد الوسائط.
بالإضافة إلى ذلك، تتمتع النقاط الكمومية المصممة الخالية من الكادميوم أيضًا بالقدرة على العمل كمنصات نانوية للعلاجات والتشخيصات غير الغازية (أي التشخيص العلاجي). في السنوات الأخيرة، جذبت إمكانات النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم في الجيل التالي من الخلايا الشمسية وتطبيقات العرض انتباه مجتمع البحث العلمي. إن اكتشاف هذه المواد الجديدة وتطبيقها يمكن أن يحدث ثورة في فهمنا للنقاط الكمومية.
النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم تُحدث ثورة في الطب
مع تطور مجال الطب الحيوي، يبحث العلماء باستمرار عن طرق جديدة لعلاج السرطان. يستخدم العلاج الكيميائي التقليدي مجموعة كاملة من المواد الكيميائية السامة، ولكن علاج أعراض المرض غالبًا ما يكون مصحوبًا بإصابات أكثر خارج الهدف، لذلك أصبح العثور على بدائل أكثر فعالية وغير سامة مهمة ملحة. وفي هذا الصدد، تُظهر النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم إمكانات كبيرة.
طوَّر مايكل سيلور وفريقه في جامعة كاليفورنيا بسان فرانسيسكو أول نقاط كمومية خالية من الكادميوم يمكنها أن تتألق بدرجة كافية لتمكين الأطباء من فحص الأعضاء الداخلية، ويمكن أن تتحلل الأدوية بسرعة إلى منتجات ثانوية غير ضارة بعد يطلق.
يكمن جوهر هذا البحث في مادة رقاقة السيليكون المستخدمة. فعندما تتحلل هذه النقاط الكمومية في الجسم، فإن حمض السيليسيك المنتج غير ضار بالجسم ويساعد على نمو العظام والأنسجة، وهذا بلا شك علاج للسرطان يفتح اتجاها جديدا.
الحالات والتطبيقات الفنية
وتشمل التطبيقات العملية للنقاط الكمومية الخالية من الكادميوم أيضًا تطوير مجموعة متنوعة من المواد. على سبيل المثال، تم استخدام النقاط الكمومية المكونة من الزنك والكبريت للكشف عن السموم الغذائية، وتحديدًا الأفلاتوكسين-ب1، وهو السم الذي يسبب فشل الكبد. لا تستطيع هذه النقاط الكمومية المصنوعة من الزنك والكبريت المصممة جيدًا اكتشاف الملوثات البيئية بشكل فعال فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا لتحليل الملوثات الصناعية، مثل النفثالين والجزيئات الضارة الأخرى، في تفاعلات التحفيز الضوئي.
لقد ثبت أن هناك نوع آخر من النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم والمعتمدة على الإنديوم، مثل CuInS2، وهو علامة فلورسنت آمنة ويمكن أن ينبعث الضوء في المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء.
يؤدي هذا النوع من النقاط الكمومية أيضًا أداءً جيدًا في إطلاق الأدوية المضادة للسرطان. وقد أظهرت الدراسات أنه أثناء إطلاق الأدوية المضادة للسرطان، يمكن لهذه النقاط الكمومية أيضًا توفير تصوير في الوقت الفعلي للخلايا السرطانية والتأثير على الخلايا ذات السمية المنخفضة.
بالإضافة إلى ذلك، تعد نقاط السيليكون الكمومية أيضًا خيارًا ذا قيمة عالية. ويمكن استخدامها في التطبيقات الكيميائية الضوئية والبيولوجية، كما أنها حسنت كفاءة تحويل الطاقة للخلايا الشمسية في بعض التجارب. يمكن للنقاط الكمومية السيليكونية أن تبعث الضوء بثبات في ظل مجموعة متنوعة من الظروف الكيميائية، مما يوضح تنوعها في الكشف الكيميائي الحيوي.
إنهاء الأفكار
باختصار، مع تزايد الطلب على حماية البيئة والصحة، فإن تطوير النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم لا يعد مجرد خطوة إلى الأمام في العلوم والتكنولوجيا، ولكنه أيضًا استكشاف للطب المستقبلي. وكيف ستؤثر هذه المواد الجديدة على حياتنا وعلى اتجاه العلاج، فهل تستحق اهتمامنا وتوقعاتنا؟
