I punti quantici (QD) sono minuscoli cristalli di materiale semiconduttore che producono fluorescenza. Il colore o la lunghezza d'onda della fluorescenza dipende dalla dimensione, forma e composizione dei QD. QD più grandi tendono a emettere luce all'estremità rossa (lunghezze d'onda più lunghe) dello spettro elettromagnetico. Man mano che la dimensione dei QD diminuisce, così fa la lunghezza d'onda della luce emessa. Questa sintonizzabilità della lunghezza d'onda di emissione è uno dei motivi per cui i QD sono diventati popolari per l'uso come marcatori fluorescenti nella ricerca biologica. Per esempio, gli scienziati possono collegare i QD a singole molecole e cellule e monitorare i loro movimenti nel tempo utilizzando la microscopia a fluorescenza.

Dominik Jańczewski, Nikodem Tomczak e Ming-Yong Han dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering e collaboratori hanno ora descritto un protocollo per la preparazione di punti quantici rivestiti con un polimero anfifilico, un polimero che contiene sia attrattiva che repellente all'acqua. componenti. “Il nostro obiettivo è sviluppare un approccio robusto per la preparazione di QD da utilizzare come tag fluorescenti per il bioimaging, sensoriale e terapeutica, "dice Han. “Il metodo che abbiamo sviluppato è applicabile a qualsiasi nanoparticella, non solo QD.”

La maggior parte delle applicazioni biologiche richiede l'uso di QD che si disperdono e rimangono stabili in una soluzione acquosa. Gli approcci convenzionali per sintetizzare i QD in genere dotano i QD di un rivestimento di ligandi idrofobici, che vengono respinti dall'acqua. Sebbene sia possibile scambiare i ligandi dopo la sintesi, un guscio di ligando che è intercambiabile è, per sua stessa natura, instabile e potrebbe provocare il rilascio di materiali tossici, come cadmio, in soluzione.

Invece di scambiare i ligandi, un metodo alternativo per far disperdere i QD in acqua è rivestirli con un polimero che abbia parti sia idrofile che idrofobe. Funziona in base al semplice principio che il simile attrae il simile o, in altre parole, le parti idrofobe del polimero attraggono ligandi idrofobici che stabilizzano i QD, e le parti idrofile del polimero attraggono le molecole d'acqua in soluzione.

Il nuovo protocollo descrive la procedura in dettaglio e mira a fornire i benefici dell'esperienza del team di ricerca nella sintesi QD ad altri i cui interessi potrebbero essere focalizzati maggiormente sulle applicazioni piuttosto che sullo sviluppo di metodi sintetici. La sintesi del rivestimento polimerico consente l'incorporazione di un'ampia varietà di gruppi funzionali. “In futuro speriamo di lavorare verso la terapia guidata dall'immagine, "dice Han. “Si potrebbero preparare QD che non solo producano un'immagine delle cellule cancerose, ma rilasciano anche farmaci su un bersaglio del genere”.