ว่าตัวอย่างเนื้อเยื่อมีเครื่องหมายของมะเร็งชนิดใดชนิดหนึ่งหรือไม่ จุดควอนตัมสามารถให้ภาพที่รวดเร็วกว่า ไวกว่า และอาจถูกกว่าฟลูออโรฟอร์แบบเดิม Nie นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจียและผู้อำนวยการนาโนเทคโนโลยีด้านมะเร็งของ Winship Cancer Institute แห่งมหาวิทยาลัย Emory ในแอตแลนตากล่าว ในที่สุด การถ่ายภาพที่มีความไวและใช้เวลานานอาจเปิดเผยได้อย่างแม่นยำว่าโปรตีนหรือเซลล์ที่ดื้อรั้น เช่น เซลล์ที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์หรือมะเร็งมีพฤติกรรมอย่างไรในร่างกาย
Nie กล่าวว่า “ฉันคิดว่าสิ่งควอนตัมดอทนี้จะเป็นตัวอย่างแรกของนาโนเทคโนโลยีที่สามารถใช้งานจริงได้”
เมื่อสี่ปีก่อน ขณะทำงานที่มหาวิทยาลัยอินเดียน่าในบลูมิงตัน Nie และ Warren CW Chan ได้เผยแพร่รายงาน 1 ใน 2 ฉบับพร้อมกันที่แสดงให้เห็นว่าจุดควอนตัมของสารกึ่งตัวนำสามารถแท็กเซลล์ด้วยบีคอนแสงขนาดเล็กได้อย่างไร อีกรายงานหนึ่งเขียนโดย A. Paul Alivisatos และเพื่อนร่วมงานของเขาที่ University of California, Berkeley
อนุภาคเซมิคอนดักเตอร์ที่นักวิจัยกำลังกรูมมิ่งสำหรับการถ่ายภาพทางชีวภาพโดยทั่วไปทำจากแกนแคดเมียมเซเลไนด์ที่ล้อมรอบด้วยเปลือกของสังกะสีซัลไฟด์
เส้นผ่านศูนย์กลางของมันวัดเป็นนาโนเมตร เมื่อกระทบกับแสง ควอนตัมดอทจะเปล่งสีเฉพาะออกมาตามขนาดของมัน จุดที่เล็กกว่าจะเรืองแสงที่ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า เช่น สีน้ำเงิน ในขณะที่จุดที่ใหญ่กว่าจะเปล่งแสงที่ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า เช่น สีแดง
จุดควอนตัมมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเทคนิคก่อนหน้านี้
โดยปกติแล้ว นักวิจัยสามารถดูสีได้ไม่เกินสามสีในคราวเดียวด้วยการติดฉลากสารเรืองแสงธรรมดาโดยใช้โปรตีน เช่น โปรตีนเรืองแสงสีเขียว หรือสีย้อมอินทรีย์ เช่น โรดามีน ฟลูออโรฟอร์แต่ละชนิดจะต้องถูกกระตุ้นด้วยความยาวคลื่นเฉพาะของแสงก่อน ซึ่งสามารถปิดกั้นสีที่ปล่อยออกมาของแท็กเรืองแสงที่สองหรือสามได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยสามารถทำเครื่องหมายโปรตีนหลายตัวในเซลล์ด้วยสีต่างๆ หลายๆ สี ถ่ายภาพพวกมันในเวลาที่ต่างกัน แล้วนำภาพมาซ้อนกัน หรือนักวิจัยสามารถแท็กโปรตีนหนึ่งตัวในเซลล์หนึ่งและอีกเซลล์หนึ่งในเซลล์ที่คล้ายกัน
ไซมอนเปรียบปัญหากับการเฝ้าดูลูก ๆ เล่นเกม Monopoly ติดต่อกันหลายวัน แต่เพียงเห็นลูกสาวเล่นตาแรกในวันแรก ตาที่สองของลูกชายในวันที่สอง และอื่น ๆ “สิ่งที่คุณต้องการทำคือเห็นทั้งคู่เล่นพร้อมกันในเกมเดียวกัน” เขากล่าว
ด้วยควอนตัมดอท นักวิทยาศาสตร์สามารถดูเครื่องหมายต่าง ๆ มากมายในเซลล์เดียวกันได้พร้อม ๆ กัน จุดควอนตัมทั้งหมดจะสว่างขึ้นเมื่อกระทบกับแสงที่มีความยาวคลื่นเท่ากัน ไม่ว่าขนาดจุดต่างๆ และสีต่างๆ จะอยู่ในตัวอย่างเท่าใดก็ตาม
สีของจุดมีความเฉพาะเจาะจงมาก ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วพวกมันจะไม่ทับซ้อนกัน และสามารถใช้สีต่างๆ มากมายพร้อมกันได้
ในการสร้างฉลากสีที่ใหญ่ขึ้น Nie ได้ฝังจุดหลายร้อยจุดลงในเม็ดบีดโพลิเมอร์ขนาดไมครอนเดียว เม็ดบีดแต่ละเม็ดของ Nie มีการเชื่อมโยงทางเคมีกับแอนติบอดีที่สามารถยึดเกาะกับโปรตีนชนิดใดชนิดหนึ่งได้ และความเข้มของการปล่อยเม็ดบีดจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกับจำนวนจุดที่มี บริษัทอายุ 1 ปีในพิตส์เบิร์กชื่อ Bioplex Corp. มีเป้าหมายที่จะขายเม็ดบีดเหล่านี้ในเชิงพาณิชย์ Nie ที่ปรึกษาของบริษัทกล่าว วิธีการนี้อาจทำให้การถ่ายภาพทางชีวภาพมีป้ายกำกับควอนตัมดอทจำนวนมาก
ข้อจำกัดอีกประการของฟลูออโรฟอร์ทั่วไปคือช่วงชีวิตสั้น พวกเขาสามารถจางหายไปในสองสามชั่วโมง ในทางตรงกันข้าม จุดควอนตัมดอทจะคงที่เป็นเวลาหลายวันถึงหลายเดือน อาจเป็นไปได้ว่าตัวอย่างเนื้อเยื่อที่มีฉลากควอนตัมดอทสามารถเก็บถาวรได้นานหลายปี Nie กล่าว
ในปี 1998 เมื่อ Nie และ Alivisatos นำเสนอแนวคิดในการใช้ควอนตัมดอทเพื่อศึกษาเซลล์เป็นครั้งแรก เทคโนโลยีดังกล่าวยังใหม่และมีปัญหามากมาย ตัวอย่างเช่น Xingyong Wu จาก Quantum Dot Corp. ใน Hayward, Calif. กล่าวว่า จุดเหล่านี้ไม่พิถีพิถันเพียงพอเกี่ยวกับโปรตีนหรือโครงสร้างเซลล์ที่พวกเขาติดแท็ก และนักวิจัยต้องการวิธีที่ดีกว่าในการทำให้จุดละลายน้ำและเชื่อมโยงพวกมันกับแอนติบอดี และโมเลกุลอื่นๆ และถ้าสามารถเอาชนะความท้าทายเหล่านั้นได้ จุดควอนตัมจะมีประโยชน์หรือไม่?
พวกมันอาจรบกวนหรือฆ่าเซลล์ ท้ายที่สุด แคดเมียมซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของพวกมันก็เป็นพิษอย่างยิ่ง
Credit : เว็บสล็อต
