Ученые из Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского и Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН получили стабильные яркие квантовые точки на основе кадмия, цинка, селена и серы, которые светятся под ультрафиолетом и, в отличие от аналогов, не разрушаются в воде в течение длительного времени. Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Chemical Engineering Journal.
Квантовые точки — это полупроводниковые кристаллы размером не более 10 нанометров, что в тысячи раз меньше величины бактерий. Под действием электрического тока или ультрафиолета они способны люминесцировать, причем цвет свечения зависит от химического состава и размера кристалла. Это позволяет использовать квантовые точки для обнаружения в организме белков, токсинов и лекарств, например, C-реактивного белка, который появляется при развитии воспаления. Так, когда квантовая точка образует соединение с интересующим веществом, интенсивность ее свечения меняется. Преимущество квантовых точек в том, что с их помощью можно определять сразу несколько маркеров состояния организма.
Но существует проблема: основную среду нашего организма составляет вода, в которой большинство квантовых точек быстро разрушаются и теряют способность светиться. Чтобы этого избежать, их или покрывают дополнительной оболочкой или присоединяют к их поверхности небольшие полярные молекулы. Это помогает стабилизировать кристалл в воде, но снижают яркость его свечения.
Авторы новой работы модифицировали квантовую точку из кадмия, цинка, селена и серы так, что она сохраняла стабильность в воде, а ее люминесценция не слабела, а, наоборот, увеличивалась. Для этого использовали синтезированные нанокристаллы на основе кадмия, цинка, селена и серы, которые покрывались тиольной оболочкой — соединением, содержащим серу.
Полученные полупроводниковые структуры не разрушались в воде и светились вдвое ярче, чем аналоги без тиольной оболочки. Это позволяет повысить чувствительность аналитических систем на их основе и удешевить процесс производства за счет применения меньшего количества наночастиц. Разработанный метод прост, не требует дорогостоящих приборов и реактивов, а потому может быть масштабирован для производства крупных объемов наночастиц.
