Зондирование с использованием полупроводниковых нанопроволок
Аналогично транзисторам, методология Bio / Chem-FET основывается на обнаружении локального изменения плотности заряда или так называемого «эффекта поля», характер которого направлен на распознавание между целевой молекулой и поверхностным рецептором.
Это изменение поверхностного потенциала влияет на устройство Chem-FET точно так же, как напряжение «затвора», что приводит к заметному и измеримому изменению проводимости устройства.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК В ТЕХНИКЕ
Квантовые точки особенно перспективны для оптических применений благодаря их высокому коэффициенту экстинкции [7].
Изменчивость размера квантовых точек интересна для многих потенциальных приложений. К примеру, большие КТ имеют большой сдвиг спектра в сторону красного, чем маленькие точки и показывают менее явные квантовые свойства. а маленькие точки, с вою очередь, дают возможность использовать более тонкие квантовые эффекты (рис.7).
Квантовые точки могут использоваться в диодных лазерах, усилителях и биологических сенсорах. Высококачественные квантовые точки так же используются для оптического кодирования и мультиплексирования, благодаря их широким профилям возбуждения и узким или симметричным спектрам излучения. Квантовые точки дают новые возможности для изучения внутриклеточных процессов на уровне одной молекулы, клеточной визуализации высокого разрешения, долгосрочных наблюдений invivo за клеточным транспортом, нацеливания на опухоли и диагностики.
|
|
|
Рис. 7. Устройство, которое производит видимый свет посредством передачи энергии от тонких слоев квантовых ям к кристаллам над слоями
Нанокристаллы CdSe являются эффективными триплетными фотосенсибилизаторами [8]. Лазерное возбуждение малых наночастиц CdSe способствует извлечению энергии возбужденного состояния из квантовых точек в объемный раствор, который открывает возможность для широкого спектра потенциальных применений, таких как фотодинамическая терапия, фотоэлектрические устройства, молекулярная электроника и катализ.
Биология
В современной биологии используются разные виды красителей. Квантовые точки , как оказалось, превзошли традиционные виды красителей. Одина из очевидных причин – это яркость [7], а также их стабильность, что делает намного меньше фотообесцвечивания). Выявлено, что квантовые точки в 20 раз ярче и в 100 раз стабильнее, чем традиционные флуоресцентные репортеры.
Не обошло и стороной применение квантовых точек для высокочувствительной клеточной визуализации. Например, усовершенствованная фотостабильность КТ позволило получить много последовательных изображений в фокальной плоскости, которые возможно реконструировать в трехмерное изображение с высоким разрешением. Еще одним приложением стало использование фотостабильности зондов с КТ, то есть это отслеживание молекул и клеток в реальном времени в течение длительных периодов времени. Антитела, стрептавидин, пептиды, ДНК, и др. могут использоваться для наведения квантовых точек на специфические белки на клетках. Ученые могут наблюдать квантовые точки в лимфатических узлах мышей больше 4 месяцев.
|
|
|
Квантовые точки могут иметь антибактериальные свойства, подобные наночастицам, и могут убивать бактерии в зависимости от дозы. Механизм, квантовые точки которого могут убивать бактерии, заключается в нарушении функций антиоксидантной системы в клетках и подавлении антиоксидантных генов. Так же, КТ могут и повредить клеточную стенку. Выявлено, что квантовые точки эффективны против грамположительных и грамотрицательных бактерий [12].
Квантовые точки используют для нацеливания на опухоль. В условиях invivo возможны две схемы нацеливания: активное нацеливание и пассивное нацеливание. Активное нацеливание КТ функционализируются специфичными для опухоли сайтами связывания для избирательного связывания с опухолевыми клетками. В случаем пассивного нацеливания, используется проникновение и удержание опухолевых клеток для доставки зондов с квантовыми точками. Быстрорастущие опухолевые клетки имеют более проницаемые мембраны, чем здоровые клетки, это и позволяет проникать мелким наночастицам в организм клетки. Кроме того, в опухолевых клетках отсутствует эффективная лимфодренажная система, что приводит к последующему накоплению наночастиц.
|
|
|
Фотоэлектрические устройства
Такие свойства квантовых точек, как перестраиваемый спектр поглощения и высокие коэффициенты экстинкции, дают заинтересованность для технологий сбора света, таких как фотогальваника. КТ способны повысить эффективность и снизить стоимость современных кремниевых фотоэлектрических элементов.
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 67; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!