Language
Country/Area
No result found
Perjalanan Fantastis Titik Kuantum: Bagaimana Menciptakan Keajaiban dalam Biomedis?
Quantum Dots (QDs) adalah nanopartikel semikonduktor dengan diameter kurang dari 10 nanometer yang menunjukkan sifat yang bergantung pada ukuran, terutama dalam hal penyerapan optik dan fotoluminesensi. Berdasarkan diameternya, puncak emisi fluoresensi QD dapat disesuaikan, menjadikannya probe dan label serbaguna di bidang biomedis. QD yang saat ini beredar di pasaran sebagian besar terbuat dari bahan yang mengandung kadmium (Cd), yang membuat penerapannya pada organisme hidup penuh dengan tantangan dan kontroversi karena ion natrium Cd2+ sangat beracun bagi sel dan jaringan. toksisitas.
Karena kekhawatiran tentang potensi toksisitas di lingkungan biologis, para peneliti secara bertahap beralih ke pengembangan titik kuantum bebas kadmium (CFQDs) untuk meningkatkan keamanannya dalam aplikasi biomedis.
Generasi baru CFQD seperti titik kuantum sulfur/ZnSe yang didoping seng, titik kuantum grafena, dan titik kuantum silikon telah menunjukkan toksisitasnya yang rendah serta stabilitas koloid dan fotoluminesensi yang baik, yang cocok untuk model in vitro dan in vivo. QD yang difungsikan dengan DNA atau peptida digunakan secara luas, terutama untuk pencitraan sel dan jaringan yang ditargetkan serta pemantauan pengiriman obat. Misalnya, beberapa teknik tersedia untuk pencitraan QD bebas Cd, termasuk mikroskopi konfokal/multifoton dan pencitraan CARS. Teknik-teknik ini memungkinkan peneliti untuk mengamati sel dan struktur jaringan dengan resolusi yang lebih tinggi dan dengan cara yang lebih biokompatibel.
QD ini juga memiliki fleksibilitas untuk dibelah dengan reagen lain, seperti nanopartikel logam, label radioaktif, dan tag Raman, yang memungkinkan pencitraan multimoda melalui nanolabel multifungsi berdasarkan QD bebas kadmium.
Titik kuantum bebas kadmium dirancang untuk melampaui pencitraan dan juga dapat digunakan sebagai platform untuk terapi dan diagnostik non-invasif, yang dikenal sebagai Theranostics. Baru-baru ini, titik kuantum bebas kadmium juga telah menunjukkan potensi besar dalam pembuatan sel surya dan display generasi baru.
Di bidang ilmu material, kegilaan penelitian titik kuantum terus memanas. Sifat-sifat nanopartikel ini dapat dimanipulasi dan diuji untuk penerapannya guna lebih memahami perilakunya. Namun, sebagian besar QD terbuat dari logam berat beracun, yang membatasi penggunaannya dalam sistem biologis. Konsumen membeli produk yang mengandung zat beracun. Produk logam juga berisiko.
Hal ini telah mendorong para peneliti untuk mengembangkan titik kuantum yang tidak mengandung logam berat, seperti titik kuantum bebas kadmium, untuk mengatasi masalah ini.
Kemajuan di bidang medis telah diupayakan selama beberapa dekade untuk memperoleh pengetahuan tentang penyakit yang tidak diketahui seperti kanker. Meskipun kemoterapi masih menjadi salah satu metode pengobatan utama, pergerakan zat kimia beracun dalam tubuh membawa risiko yang cukup besar. Pada titik ini, potensi titik kuantum bebas kadmium muncul.
Michael Sailor dan timnya di Universitas California, San Diego, telah berhasil mengembangkan titik kuantum nano bebas kadmium pertama yang memancarkan cahaya intens, yang memungkinkan dokter untuk memeriksa organ dalam dan melepaskan obat kanker sebelum terurai menjadi produk sampingan yang tidak berbahaya. Desain berbasis wafer silikon ini dapat membentuk asam silikat yang dibutuhkan dalam tubuh setelah terurai dalam tubuh, yang membantu pertumbuhan tulang dan jaringan normal.
Kasus aplikasi
Titik Kuantum Seng-Sulfur
Sebagai material baru untuk menggantikan titik kuantum bermutu kadmium, titik kuantum seng-sulfur (ZnS QDs) telah menunjukkan banyak aplikasi menarik dalam penelitian biomedis, seperti pendeteksian racun makanan, seperti aflatoksin B1 yang berbahaya, yang menyebabkan kerusakan pada kesehatan manusia yang tidak dapat diremehkan.
Titik kuantum indium
Titik kuantum jenis lain yang tidak mengandung logam berat adalah titik kuantum berbasis indium, terutama titik kuantum CuInS2, yang digunakan sebagai label luminescent dan dapat memancarkan cahaya di wilayah inframerah dekat. Stabilitas, toksisitas rendah, dan hasil kuantum tinggi dari titik kuantum ini menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk pengiriman dan pencitraan obat kanker.
Titik-titik kuantum silikon
Terakhir, titik-titik kuantum silikon juga secara bertahap menunjukkan potensinya dalam optoelektronik dan aplikasi biologis. Titik-titik kuantum ini dapat digunakan dalam aplikasi fotokimia dan deteksi biologis, membuktikan nilainya dalam aplikasi seperti deteksi formaldehida dalam air.
Seiring dengan pemahaman yang lebih mendalam para ilmuwan tentang titik-titik kuantum, perubahan yang mungkin ditimbulkannya pada biomedis dan ilmu material di masa depan menjadi menarik. Akankah ini mengubah pandangan kita tentang pengobatan dan deteksi penyakit?
