Transmissionselektronmikroskopi viser klynger af kvanteprikker. I ansøgningen hver klynge er indkapslet i en enkelt kapsel med en gennemsnitlig størrelse nær 50 nanometer. Kredit:University at Buffalo
En banebrydende undersøgelse for at måle toksiciteten af kvanteprikker hos primater har fundet ud af, at de små krystaller er sikre over en etårig periode, et håbefuldt resultat for læger og videnskabsmænd, der søger nye måder at bekæmpe sygdomme som kræft gennem nanomedicin.
Forskningen, som vises den 20. maj kl Natur nanoteknologi online, er sandsynligvis den første til at teste sikkerheden af kvanteprikker hos primater.
I undersøgelsen, Forskere fandt ud af, at fire rhesusaber, der blev injiceret med cadmium-selenid-kvanteprikker, forblev i normalt helbred over 90 dage. Blod og biokemiske markører forblev i typiske områder, og større organer udviklede ingen abnormiteter. Dyrene tabte sig ikke.
To aber observeret i yderligere et år viste heller ingen tegn på sygdom.
Kvanteprikker er små selvlysende krystaller, der lyser klart i forskellige farver. Medicinske forskere ser på krystallerne til brug i billedstyret kirurgi, lysaktiverede terapier og følsomme diagnostiske tests. Cadmiumselenid kvanteprikker er blandt de mest undersøgte, med potentielle anvendelser ikke kun inden for medicin, men som komponenter i solceller, kvantecomputere, lysdioder og mere.
En opløsning af cadmium-selenid kvanteprikker lyser orange under ultraviolet lys. Denne luminescens danner grundlaget for deres anvendelse i bioimaging. Kredit:University at Buffalo
Den nye toksicitetsundersøgelse - afsluttet af University at Buffalo, det kinesiske PLA General Hospital, Kinas ChangChun University of Science and Technology, og Singapores Nanyang Technological University - begynder at adressere bekymringen hos sundhedspersonale, der bekymrer sig om, at kvanteprikker kan være farlige for mennesker.
Forfatterne advarer, imidlertid, at der er behov for mere forskning for at bestemme nanokrystallernes langsigtede virkninger hos primater; det meste af det potentielt giftige cadmium fra kvanteprikkerne forblev i leveren, milt og nyrer fra de undersøgte dyr over 90 dages perioden.
"Dette er den første undersøgelse, der bruger primater som dyremodeller til in vivo undersøgelser med kvanteprikker, " sagde papirmedforfatter Paras Prasad, UB professor i kemi og medicin, og administrerende direktør for UB's Institut for Lasere, Fotonik og biofotonik (ILPB). "Indtil nu, sådanne toksicitetsundersøgelser har kun fokuseret på mus og rotter, men mennesker er meget forskellige fra mus. Flere undersøgelser, der bruger dyremodeller, der er tættere på mennesker, er nødvendige."
Cadmiumopbygningen, i særdeleshed, er en alvorlig bekymring, der berettiger yderligere undersøgelse, sagde Ken-Tye Yong, en adjunkt ved Nanyang Technological University, der begyndte at arbejde sammen med Prasad om undersøgelsen som postdoktor ved UB.
På grund af den bekymring, de bedste in vivo applikationer til cadmium-selenid kvanteprikker i medicin kan være dem, der bruger krystallerne i en begrænset kapacitet, sagde Mark Swihart, en tredje medforfatter og en UB-professor i kemi- og biologisk teknik. Billedstyret kirurgi, som kunne involvere en enkelt dosis kvanteprikker for at identificere en tumor eller et andet målområde, falder ind under denne kategori.