НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Флуоресцентные биологические метки на основе полупроводниковых нанокристаллов

П. Аливисатос[57]

Уже более десяти лет ведутся интенсивные исследования, направленные на изготовление высокачественных наноразмерных коллоидных кристаллов из распространенных полупроводниковых материалов. В начальный период их основной целью было выявление закономерностей и размерных эффектов, связанных с квантовым удерживанием электронов и дырок. За прошедшие го­ды были достигнуты значительные успехи как в методах получения кристал-

Зависимость ширины запрещенной зоны от размера кристаллов CdSe в первые 10 лет исследования размерных эффектов и методов

Неожиданные применения нанокристаллов в качестве биометок (пример — двойное окрашивание клеток фибропласта мыши)

----- Кристаллы (3,5 нм),

Кристаллы (5 нм), ________________________________________ связанные с ядром

Связанные с волокнами клетки

Актина НННННШМНННЯНН!

Значительные преимущества перед обычными красителями:

• Повышенная фотостойкость

• Многоцветная окраска, параллельный скриннинг

• Инфракрасные метки, диагностика крови

• Биосовместимые нанокристаллы, много других применений

Рис. 8.10. Применение полупроводниковых нанокристаллов в качестве биологиче­ских меток [ 14] (© 1998 American Association for the Advancement of Science).

Лов, так и в спекроскопических исследованиях, что позволило создать новый класс устойчивых макромолекулярных структур с легко регулируемой энер­гией излучения, в результате чего возможности практического использования такой технологии значительно расширились, и исследователи переключили свое внимание на оптоэлектронику. Затем было обнаружено, что коллоидные нанокристаллы могут использоваться в качестве флуоресцентных меток в экс­периментах с биологической маркировкой, которые сейчас являются одним из самых важных и распространенных методов диагностики и визуализации. Согласно рис. 8.10, коллоидные нанокристаллы в качестве биометок превосхо­дят используемые в настоящее время органические красители [14, 15]. Это об­стоятельство может обеспечить быструю коммерциализацию новой нанотех­нологии.