生物技术与纳米技术的结合

ljw2000

在过去的几十年里科学家对量子点进行了广泛的研究。量子点荧光分子诞生以前，人们将一种有机荧光分子接在蛋白质抗体上，由抗体再专一性地结合在细胞内某种蛋白质大分子上，这样可以观察蛋白质分子在细胞内的位置。遗憾的是这样的荧光分子种类太少了，同时标记多种蛋白质分子，发出的荧光波长互相重叠，观察起来模糊不清，尤其细胞在活的状态下更是如此，同时荧光强度还逐渐散失。
1998年Alivisatos A P and Chan W C两个研究小组首次将量子点标记到生物大分子上并用于活体细胞，开创了量子点研究的新领域(Chan and Nie , 1998)。之后，量子点与生物大分子的相互作用研究取得了长足的发展。2002年，Nie等人对量子点与生物大分子的相互作用方式进行了较全面的总结，提出了静电吸引、共价偶联和包埋等作用方式。在此基础上，国内外对量子点与生物大分子的相互作用进行了广泛的研究，将量子点应用于生物标记(Bruchez et al , 1998)、活体示踪、标记成像等生物研究领域(Wang et al , 2002)，成为纳米科技研究的新热点。目前，QDs最有前途的应用领域是在生物体系中作为荧光标记物，跟踪生物细胞的结构或活动，追踪药物在体内的活动或是研究患者体内细胞和组织的结构(徐海娥和闫翠娥, 2005)。量子点标记DNA探针可用于DNA原位杂交及基因芯片等相关研究(Alivisatos et al , 1996 ; Mitchell et al , 1999)。Sun等人将QDs用作高通量蛋白芯片的荧光标记物，可以用QDs在一块蛋白芯片上同时进行两种抗体或抗原的检测(Sun et al , 2001)。2003年，科学家利用发光量子点编码微球进行标记，实现了对人类全基因组的检测。利用量子点追踪病毒在生物体内的活动也是研究的一个热点，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用。美国科学家把某种量子点“粘”在生物分子上，然后利用量子点的发光特性研究生物分子的活动情况。比人体细胞小得多的量子点被送进人的组织、器官内，用光线从人体外部向内进行照射，体内的纳米颗粒就会发光，这样就可以达到追踪病毒的效果。
当然这只是一方面，其它一些纳米与生物大分子的研究报道也比较多。