Quantum dots (QDs) är små kristaller av halvledande material som producerar fluorescens. Färgen eller våglängden på fluorescensen beror på storleken, form och sammansättning av QDs. Större QD tenderar att avge ljus i den röda änden (längre våglängder) av det elektromagnetiska spektrumet. När storleken på QDs minskar, det gör också våglängden för utsänt ljus. Denna avstämbarhet av emissionsvåglängd är en anledning till att QD har blivit populärt för användning som fluorescerande markörer inom biologisk forskning. Till exempel, forskare kan fästa QD på enstaka molekyler och celler och spåra deras rörelser över tid med hjälp av fluorescensmikroskopi.

Dominik Janczewski, Nikodem Tomczak och Ming-Yong Han vid A*STAR Institute of Materials Research and Engineering och medarbetare har nu beskrivit ett protokoll för beredning av kvantprickar belagda med en amfifil polymer-en polymer som innehåller både vattentraktande och -avvisande komponenter. "Vårt mål är att utveckla en robust metod för beredning av QD för användning som fluorescerande taggar för bioavbildning, avkänning och terapi, Säger Han. "Den metod vi har utvecklat är tillämpbar på alla nanopartiklar, inte bara QDs."

De flesta biologiska tillämpningar kräver användning av QD som sprids och förblir stabila i en vattenlösning. Konventionella tillvägagångssätt för att syntetisera QD:er förser vanligtvis QD:erna med en beläggning av hydrofoba ligander, som stöts bort av vatten. Även om det är möjligt att byta ligander efter syntes, ett ligandskal som är utbytbart är, till sin natur, instabil och kan leda till frisättning av giftiga material, som kadmium, i lösning.

Istället för att byta ligander, en alternativ metod för att få QD:erna att dispergera i vatten är att belägga dem med en polymer som har både hydrofila och hydrofoba delar. Detta fungerar på den enkla principen att lika lockar lika - eller med andra ord, hydrofoba delar av polymeren lockar till sig hydrofoba ligander som stabiliserar QD:erna, och hydrofila delar av polymeren attraherar vattenmolekyler i lösning.

Det nya protokollet beskriver proceduren i detalj och syftar till att ge fördelarna med forskargruppens erfarenhet av QD-syntes till andra vars intressen kan fokuseras mer på applikationer snarare än utveckling av syntetiska metoder. Syntesen av polymerbeläggningen möjliggör införlivandet av en mängd olika funktionella grupper. "I framtiden hoppas vi kunna arbeta mot bildstyrd terapi, säger Han. ”QD kan förberedas som inte bara ger en bild av cancerceller, men också släpp ut droger vid ett sådant mål.”