В мире, где российские ученые иногда напоминают персонажей из научной фантастики, команда из Пензенского государственного университета (ПГУ) заявила о своем новейшем достижении — они представили метод раннего обнаружения рака с использованием квантовых технологий. В основе этого метода лежит применение квантовых точек со сложной внутренней структурой. Утверждается, что они изучили влияние микроокружения опухоли на эти точки, тем самым совершив шаг туда, где никто ещё не ступал.
Что такое квантовые точки, спросите вы? Это полупроводниковые нанокристаллы, обладающие уникальными оптическими и электронными свойствами. В последнее время они стали популярны в биомедицине как флуорофоры — инструменты визуализации процессов в живом организме. Их преимущество — яркость и высокая фотостабильность, что, конечно же, звучит как из арсенала суперагентов.
Эти флуоресцентные красители вводятся в организм внутривенно. Затем организм облучается ультрафиолетовым излучением, и начинается световое представление, создавая картину внутреннего строения органов и тканей.
«Флуорофоры светятся значительно дольше, чем традиционные органические красители, что позволяет более точно определять геометрический размер опухоли в режиме реального времени. Они буквально окрашивают злокачественные клетки, позволяя медикам видеть размер опухоли и ее границы на контрольных снимках», — пояснил один из разработчиков, декан факультета информационных технологий и электроники ПГУ, доктор физико-математических наук, профессор Владимир Кревчик.
В этом уравнении ученые ПГУ решили использовать квантовые точки с более сложной внутренней структурой и учитывать влияние микроокружения злокачественного новообразования.
Как известно, злокачественные клетки и окружающая их среда богаты аминокислотами. Однако авторам удалось создать квантовый сенсор для их определения, используя полупроводниковую квантовую точку в качестве базового элемента.
«Когда квантовые точки попадают в организм, они взаимодействуют с аминокислотами, которые, будучи электрически заряженными, модифицируют энергетический спектр квантовых точек, вызывая рекомбинационное излучение. По разности длин волн мы можем определить наличие объекта с заряженными аминокислотами, указывая на наличие опухоли», — объяснил Владимир Кревчик.
Пока квантовые технологии для диагностики рака проходят доклинические испытания на животных. До испытаний на людях еще далеко, но, возможно, когда-нибудь мы увидим, как квантовые точки станут частью стандартной медицинской практики. Или же это станет очередной научной сказкой, в которую так любят играть российские чиновники.
