Метод создания уникальных квантовых точек для медицины придуман в НИЯУ МИФИ
22
июля
2015
Специалисты Лаборатории нано-биоинженерии Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" разработали компьютерную программу, помогающую смоделировать и синтезировать полупроводниковые кристаллы нанометровых размеров – квантовые точки нового поколения с уникальными свойствами, которые найдут применение, в частности, в медицине для диагностики тяжелых болезней.
Квантовые точки способны поглощать свет в широком диапазоне, а излучать — в узком интервале длин волн, который определяется размерами нанокристалла. Таким образом, та или иная квантовая точка "светится" строго определенным цветом. Эти свойства квантовых точек делают их практически идеальным средством для сверхчувствительной многоцветной регистрации биологических объектов, а также для медицинской диагностики.
Наиболее широко используемые флуоресцентные квантовые точки имеют структуру ядро/оболочка, в которой ядро состоит из полупроводника одного типа, окруженного оболочкой из другого полупроводникового материала.
"Наш подход к рациональному синтезу квантовых точек позволил получить уникальные образцы этих перспективных материалов, обладающих компактным размером и способных переизлучить практически 100% поглощенного света. Последнее свойство позволяет применять созданные в лаборатории нанокристаллы нового поколения для доставки лекарственных препаратов в живые клетки и отслеживания перемещения внутри них, а также создавать новые типы светодиодов и других оптоэлектронных приборов", — сказал руководитель группы нанохимии ЛНБИ НИЯУ МИФИ Павел Самохвалов.
По его словам, подход специалистов МИФИ позволяет учесть большое количество характеристик реальных образцов квантовых точек: размеры, форму, тип огранки и кристаллическую модификацию материалов.
"На основании полученных моделей мы можем узнать точный состав и геометрию квантовой точки на любой стадии роста, а отсюда и спланировать самую важную часть ее синтеза с высокими оптическими свойствами — нанесение оболочки сульфида цинка ZnS строго заданной толщины на ядра селенида кадмия CdSe. Мировая практика позволяет делать аналогичную вещь, но на более низком уровне — нанокристаллы рассматриваются просто как сферические частицы, и все количественные расчеты ведутся на основе чисто геометрических соображений", — отметил руководитель группы нанохимии.
"В нынешнем году нами создана компьютерная программа для проведения моделирования и планирования синтеза квантовых точек, получены много образцов как классических квантовых точек, так и квантовых точек со сложной многооболочечной структурой типа CdSe/ZnS/CdSe/ZnS", — добавил Павел Самохвалов.
31
