جایگزینی نانوالماس‌ها با عناصر سنگین در نقاط کوانتومی

پیشرفت‌های اخیر در روش‌های طیف‌سنجی، ثبت تصاویر تشخیصی ـ با حساسیت بالا در سطوح سلولی ـ را داخل بافت زنده یا محیط آزمایشگاهی فراهم می‌کند. این روش‌ها به ذرات نانومقیاس خاصی به‌عنوان کاوشگرهای آشکارسازی بستگی دارند. یک دسته از این ذرات، نانوبلورها یا نقاط کوانتومی نامیده می‌شوند، که در ساخت کاوشگرهای آشکارسازی و نشان‌دار کردن ترکیبات زیستی به کارمی‌روند. این نانوبلورها می‌توانند برای مطالعه فرایندهای سلولی و بهبود رفتار و تشخیص بیماری‌هایی چون سرطان مورد استفاده قرار گیرند.

پیشرفت‌های اخیر در روش‌های طیف‌سنجی، ثبت
تصاویر تشخیصی ـ با حساسیت بالا در سطوح سلولی ـ را داخل بافت زنده یا محیط
آزمایشگاهی فراهم می‌کند.

این روش‌ها به ذرات نانومقیاس خاصی به‌عنوان کاوشگرهای آشکارسازی بستگی
دارند. یک دسته از این ذرات، نانوبلورها یا نقاط کوانتومی نامیده می‌شوند،
که در ساخت کاوشگرهای آشکارسازی و نشان‌دار کردن ترکیبات زیستی به کارمی‌روند.

این نانوبلورها می‌توانند برای مطالعه فرایندهای سلولی و بهبود رفتار و
تشخیص بیماری‌هایی چون سرطان مورد استفاده قرار گیرند.

Qdotها در دو مورد کاربرد دارند: یکی به‌عنوان عناصر حسگر فعال در
تصویربرداری سلولی با قدرت تشخیص بالا که خواص فلئورسانس آنها در واکنش با
نمونه تغییر می‌کند و دوم در کاوشگرهای نشان‌دار غیرفعال که مولکول‌های
گیرنده‌ای چون پادتن‌ها به سطح آنها متصل می‌شوند.

متأسفانه اغلب Qdotها سمی هستند و به‌علت حضور عناصر سنگینی چون کادمیوم به‌عنوان
عامل سرطان‌زا شناخته شده‌اند. رشد مصرف نانومواد در پزشکی و توسعه
نانومواد زیست‌سازگار و غیر سمی دانشمندان را به استفاده از ذرات
نانومقیاسی از جنس الماس برای جایگزین کردن فلزات سنگین در Qdotها هدایت
کرده‌است.

نانوالماسی که از لحاظ سطحی دچار تغییر و کربوکسیله شده‌اند(cND)، به‌راحتی
با استفاده از میکروسکوپ AFM ردیابی می‌شود و حضور آنها در سلول باعث مرگ
سلول نمیشود.

علاوه بر این، خواص تشخیصی و زیست‌سازگاری cNDها، آنها را برای کاربردهای
پزشکی از قبیل نشان‌دار کردن، تصویربرداری و تحویل دارو مناسب می‌سازد.

Chao، دانشمند تایوانی، مزایای منحصر به فرد نانوالماس‌ها را که شامل تطبیق‌پذیری
با محیط زیست و غیر سمی بودن و… است، نشان داد. همچنین مقدار جذب پروتئین
به‌وسیله نانوالماس‌ها، با کربوکسیله شدن سطح آنها افزایش می‌یابد.
تأثیر اندازهcNDها بر سمیت آنها در سلول‌های شش انسان مورد مطالعه قرار
گرفت و معلوم شد که cNDهایی با اندازه پنج و صد نانومتر سمیتی را در سلول
القا نمی‌کنند. اخیراً نیز نانوالماس‌هایی با انرژی بالا که فلئورسانت نیز
هستند، کشف شد.

بر خلاف cNDها، پژوهشگران در آزمایش‌های خود دریافتند که نانولوله‌های
کربنی سلول‌های شش انسان را دچار سمیت می‌کند. ساز و کار انتقال و تبدیل و
متابولیسم ذرات نانوالماس نیاز به بررسی بیشتری در سلول‌های حیوانی دارد تا
بتوان آن را برای سلول‌های انسانی نیز به کار برد؛ چنانچه کاملاً آشکار شود
که نانوالماس‌ها مواد خطرناکی نیستند و می‌توان با اتصال آنها به مولکول‌های
زیستی و داروهای شیمیایی، آینده روشنی را برایشان متصور شد و از آنها به‌عنوان
کاوشگرهای تشخیصی/ درمانی استفاده کرد.

ایجاد تغییر در سطح نانوذرات کربنی ممکن است موجبات اتصال آنها به پروتئین‌های
ویژه یا پپتپیدها را در سلول‌ها و بافت‌های ویژه سلول‌های سرطانی فراهم کند
و در نهایت از اتصال نانوالماس به مولکول‌های دارویی ویژه برای درمان
بیماران استفاده شود.