Российская Информационная Сеть
English   Контакты
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ
ТОП-дайджест  Хроника  Эксклюзив  Фоторепортажи  Личное мнение  Погода  Комментарии  Поиск  RSS  Интернет-радио  
 Топ 20 сегодня Топ 20 сегодня 
Упавший на Камчатке вертолет Ка-27 принадлежал погрануправлению ФСБ
"Талибан"* потребовал возврата средств, вывезенных президентом Афганистана...
В МВД рассказали, как Британия игнорирует запросы России на правовую помощь...
Палата представителей США приняла бюджет c новыми ограничительными мерами...
Число погибших на Эльбрусе альпинистов выросло до пяти человек
На Камчатке нашли обломки вертолета Ка-27, сообщил источник
В Венгрии высоко оценили роль "Спутника V" в кампании по вакцинации
Кандидат в канцлеры Германии Лашет поддержал "Северный поток - 2"
В акваторию Черного моря зашли два корабля НАТО
Володин призвал российскую делегацию отказаться от участия в заседании...
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
Упавший на Камчатке вертолет Ка-27 принадлежал погрануправлению ФСБ Упавший на Камчатке вертолет Ка-27 принадлежал погрануправлению ФСБ
Производители мяса птицы и яиц договорились два месяца не повышать цены Производители мяса птицы и яиц договорились два месяца не повышать цены...
"Хорьковые цели": Путин призвал бороться с вовлечением детей в незаконные акции "Хорьковые цели": Путин призвал бороться с вовлечением детей в незаконные...
В Минобороны рассказали о разведактивности у границ России за 2020 год В Минобороны рассказали о разведактивности у границ России за 2020 год...
В ВОЗ заявили о неоднозначной ситуации с коронавирусом в мире В ВОЗ заявили о неоднозначной ситуации с коронавирусом в мире
В Италии обнаружили штамм коронавируса, предположительно, устойчивый к вакцинам В Италии обнаружили штамм коронавируса, предположительно, устойчивый к...
Военным ДНР разрешили открывать упреждающий огонь по украинским силовикам Военным ДНР разрешили открывать упреждающий огонь по украинским силовикам...
В Кремле прокомментировали заявление США о прекращении помощи России В Кремле прокомментировали заявление США о прекращении помощи России
Захарова оценила заявление США о противодействии "Северному потоку - 2" Захарова оценила заявление США о противодействии "Северному потоку - 2"...
Силовики начали задержания на несанкционированной акции в центре Минска Силовики начали задержания на несанкционированной акции в центре Минска...
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
John Martin

Новый пляжный хит




 Новости науки и техники Новости науки и техники 
25 сентября, 01:02

Квантовые точки помогают диагностировать рак

В последнее время в наноэлектронике и микросистемной технике появилось много продуктов с использованием квантовых наносистем. Как оказалось, квантовые точки могут не менее широко использоваться и в медицине.

Квантовые точки - это наночастицы полупроводников (селенид кадмия, например), ведущие себя как отдельные атомы. Они могут поглощать световые волны, перемещая электроны на более высокий энергетический уровень, и выделять свет при переходе электронов на низкоэнергетический уровень. Благодаря этому свойству их и используют в качестве флуоресцентных меток. Обычно размеры квантовых точек измеряются десятками нанометров.
Квантовые точки и области их применения

Квантовой точкой может служить любой достаточно маленький кусочек металла или полупроводника. Самыми первыми квантовыми точками были микрокристаллы селенида кадмия CdSe. Электрон в таком микрокристалле чувствует себя как электрон в трехмерной потенциальной яме - он имеет много стационарных уровней энергии с характерным расстоянием между ними (точное выражение для уровней энергии зависит от формы точки).

Полупроводниковые квантовые точки уже давно зарекомендовали себя в микро- и наноэлектронике. На их основе могут вскоре появиться сверхчеткие цветные дисплеи нового типа, приборы ночного видения высокого разрешения, быстродействующие процессоры и многое другое.

Однако в медицинской отрасли квантовые точки подают не меньше надежд. В первую очередь их применение связано с диагностикой и лечением раковых заболеваний. Диагностика рака на ранних стадиях развития заболевания может быть произведена именно с помощью флуоресцентных квантовых точек.

Ряд физических свойств квантовых точек делает их идеальными кандидатами для маркирования и последующей диагностики опухолей. Основным преимуществом квантовых точек является то, что на их поверхность можно легко нанести биологические маркеры - белки, фрагменты ДНК и РНК, обладающие сильной адгезией к определенному виду клеток. Другое не менее важное свойство квантовых точек - их высокая яркость при флуоресцировании.

Новый метод исследования клетки с помощью "CU dots"

Недавно ученым из Корнельского университета удалось синтезировать квантовые точки, которые могут использоваться в исследованиях клетки. С помощью оптического микроскопа мы не можем проследить за перемещением отдельных молекул внутри живой клетки, а с помощью электронного микроскопа отдельные молекулы видно, но для этого клетку приходится умертвить. Однако если снабдить квантовые точки специальными маркерами, то можно прикрепить эти наносистемы к отдельным типам молекул. Для клетки это не представляет вреда, и, что самое главное, результаты видны в оптический микроскоп, благодаря флуоресценции маркеров. Поэтому исследователи используют квантовые точки в биологических исследованиях.

Что же нового удалось привнести в уже отлаженную процедуру исследований ученым из Корнельского университета? Во-первых, обычные квантовые точки химически активны, что может негативно повлиять на проводимые с их использованием исследования. Во-вторых, новый тип квантовых точек в 30 раз ярче обычных, что позволило "высвечивать" внутри клетки отдельные молекулы. И, в-третьих, они могут присоединяться только к тем молекулам, маркеры которых исследователи "запрограммируют" в квантовой точке. Все эти выгоды ученым принесла новая архитектура построения наночастиц: теперь квантовая точка - это довольно сложное программируемое наноустройство.

Новая технология, разработанная исследователями, заключается в том, что квантовые точки обрабатывают, нанося на них специальное кремниевое покрытие и добавляют специфические метки, которые позволяют придавать "Cornell Dot" различные свойства.

Так, например, можно сделать квантовые точки флуоресцентными и использовать их для исследования живых тканей с помощью оптической микроскопии. "С помощью наших квантовых точек ученые могут проводить исследования, которые без их использования невозможны", - говорит Ульрих Вайснер, профессор материаловедения из Корнельского университета.

"Cornell dots", или "CU dots" - наночастицы, состоящие из ядра диаметром 2,2 нанометра, помещенного в кремниевую оболочку, содержащую молекулы флуоресцентной краски. Диаметр наночастицы целиком - 25 нанометров. Ученые назвали такое строение квантовой точки архитектурой ядро-оболочка.

Ранее для нанесения на поверхность квантовой точки белкового маркера нужно было использовать дорогостоящий производственный процесс, который состоял в том, что квантовую точку инкапсулировали в полимер. Переход на кремний позволит значительно сократить стоимость диагностики, и, как следствие, сделает ее общедоступной для больниц (для ранней диагностики рака, например).

В контрольном исследовании ученые выявили раковые клетки в образце ткани человека, больного лейкемией (см. рис. 2). Антитела иммуноглобулина Е (IgE), расположенные на поверхности раковых клеток, связывались с наночастицами, а результат было видно в оптический микроскоп.

Квантовые наномаркеры: новые методы медицинской визуализации

Оптические свойства новых квантовых точек довольно необычны. Физики задались вопросом: почему эти квантовые точки такие яркие? Ведь суммарная яркость всех частей одной наночастицы меньше всей световой энергии, излучаемой ею. Было предложено несколько объяснений. Одно из них заключается в том, что кремниевая оболочка защищает флуоресцентные метки от контакта со средой.

Команда исследователей из университета Джорджии и университета Атланты наглядно продемонстрировала, как могут квантовые точки "ловить" опухоли и показывать их врачам.

Ученые использовали свойство, характерное только для нанокристаллов - это интенсивная люминесценция в ответ на облучение с определённой частотой. Его-то учёные и используют для нахождения и визуализации опухоли. Сложнейшее определение точной дислокации опухоли теперь можно определить, всего лишь впрыснув пациенту раствор квантовых наномаркеров. Дело в том, что опухоли выращивают дополнительные кровеносные сосуды, и система этих сосудов очень пористая и разветвлённая, что позволяет микроскопическим кристалликам в ней накапливаться.

Такой процесс визуализации злокачественного образования называют пассивным. Но есть и другой путь - активный. Он даёт более быстрые и главное - более точные результаты. Квантовые точки могут быть химически связаны с биологическими молекулами типа антител, пептидов, белков или ДНК. И эти комплексы могут быть спроектированы так, чтобы обнаруживать другие молекулы, типичные для поверхности раковых клеток.

В данном опыте кристаллы нанометровых размеров селенида кадмия были соединены со специфическим антителом, реагирующим с молекулой-антигеном на поверхности клеток опухоли, привитой мышам. В предыдущих похожих исследованиях биологи сталкивались с проблемой: квантовые точки, введённые в организм, оказывались недолговечными. Нужно было найти способ защитить их каким-то щитом, в то же время сохраняя все их способности по обнаружению и высвечиванию опухоли. Это и удалось группе учёных из Атланты и Джорджии.

Эти медицинские достижения, без сомнения, впечатляют. Медики вскоре получат еще один мощный инструмент диагностики - квантовые точки. Их "умное" использование в медицине только начинается.
[Читать все комментарии] [Напечатать новость]
Источник: CNews.ru
  Комментарии к новости 
[Добавить комментарий]

Комментариев к этой новости пока нет. Добавьте первым свой комментарий!
[Добавить комментарий]
 Хроника новостей: Новости науки и техники Хроника новостей 
Появилось видео пролета Су-25 над Крымским мостом

25 ноября 21:04
Источник рассказал, когда с палубы "Адмирала Кузнецова" уберут упавший кран

6 декабря 02:04
Российский спецназ вооружили автоматом, который NI назвал "супероружием"

13 декабря 03:04
Ученые рассказали, действительно ли в Хабаровском крае упал метеорит

24 декабря 18:04
S7 приостановила полеты Boeing 737 Max

12 марта 20:04
В ракете "Союз-ФГ" был неисправен украинский прибор, сообщил источник

13 марта 15:04
"Роскосмос" предложил проводить на МКС военные эксперименты

14 марта 20:04
Названа причина смерти Юлии Началовой

16 марта 20:04
Открыта трасса для запуска кораблей к МКС с космодрома "Восточный"

17 марта 02:04
Модуль "Наука" для МКС потеряет ключевую функцию после ремонта

20 марта 02:04
Производитель сорвал поставку трех Ил-476 для Минобороны

21 марта 18:04
Запуск спутника "Глонасс" с Плесецка планируется в середине мая

23 марта 02:04
В России успешно запустили реактор нового энергоблока АЭС

23 марта 08:04
Су-27 дважды за сутки сопровождали американские B-52 над Балтикой

23 марта 12:04
Российские Су-27 дважды сопроводили бомбардировщики США над Балтикой

23 марта 13:04
ВКС получили два новейших вертолета Ми-28НМ

23 июня 10:04
В Центральном военном округе началась внезапная проверка боеготовности

24 июня 11:04
"Не нужно прятать камеры": Госсовет обсудил безопасность на дорогах

26 июня 15:04
Стали известны характеристики баллистической ракеты "Сармат"

27 июня 18:04
Российские военные сняли на видео уничтожение артиллерии боевиков в Сирии

3 августа 05:04
Новейший российский беспилотник "Охотник" совершил первый полет

3 августа 18:04
Российские военные выполнят наблюдательный полет над территорией США

21 октября 01:04
НАСА хочет купить очередное место в российском "Союзе", сообщил источник

22 октября 03:04
НАСА хочет купить еще одно место в "Союзе", сообщил источник

22 октября 04:04
На бывшей американской базе в Сирии приземлились вертолеты ВКС

22 октября 05:04
Британский самолет провел разведку у границ Калининградской области

23 октября 01:04
Белоруссия начала патрулировать границы истребителями

18 августа 14:04
Рогозин раскрыл планы "Роскосмоса" на 2021 год

31 декабря 06:04
В Москве задержали или отменили более сотни рейсов

31 декабря 21:04
В Минобороны рассказали о разведактивности у границ России за 2020 год

1 января 05:04
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 >> 884
 Главная новость дня Главная новость дня 
"Талибан"* потребовал возврата средств, вывезенных президентом Афганистана Гани
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Как дела, S&P 500?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Опубликованы ранние снимки Дэвида Боуи (фото)
Актер Шайя ЛаБаф лечится от алкогольной зависимости
Пугачевой стало плохо на международном фестивале Жара
Актер Шайя ЛаБаф лечится от алкогольной зависимости
Шаляпин и Копенкина снова живут вместе
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
   RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ